Corrosão (21)

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PRINCÍPIOS DA PROTEÇÃO
DE ESTRUTURAS METÁLICAS
EM SITUAÇÃO DE
CORROSÃO E INCÊNDIO
5ª Edição
2011
Fábio Domingos Pannoni, Ph.D.
COLETÂNEA DO
 USO DO AÇO
Colaboração:
Carlos Gaspar - Revisão
Tatiana Kioki - Coordenação Gráfica
APRESENTAÇÃO
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
NO DIA-A-DIA
NA CONSTRUÇÃO CIVIL
NO TRANSPORTE
O AÇO POR VEZES INVISÍVEL
O aço é o produto mais reciclado do mundo: 40% da produção mundial é feita a 
partir da sucata ferrosa.
O aço lava, passa, cozinha e congela.
É o aço dos fogões, dos aquecedores, dos refrigeradores, das máquinas de lavar, dos talheres e 
utensílios domésticos.
O aço também transporta, faz compras, trata da saúde, constrói.
O aço emprega milhares de brasileiros, traz milhões de dólares em divisas.
O aço brasileiro impulsiona o desenvolvimento, fortalece a independência econômica e 
melhora a qualidade da vida.
O aço dá qualidade à construção.
É essencial às moradias, às indústrias, à montagem da infra-estrutura nacional.
Está presente em pontes, viadutos, elevadores, em tubulações, revestimentos, 
acabamentos e em coberturas.
É o aço dos carros, caminhões, ônibus, trens, metrôs, navios, bicicletas e motocicletas. São 
muitos os meios de transportes produzidos com o aço brasileiro.
Distribuem as riquezas e espalham o progresso.
Exportam produtos, importam divisas e são importantes veículos de turismo e lazer.
Mais que o aço que você vê, o seu dia-a-dia é repleto de um aço que você não vê.
É o aço brasileiro presente nas indústrias que fabricam todos os produtos que não recebem nem 
um grama de aço. É o aço das máquinas e das ferramentas industriais que manufaturam tecido, 
madeira, plástico, louça, papel, brinquedos, couro, borracha e de todos os outros materiais.
É o aço das hidrelétricas, termelétricas e nucleares. O aço das torres de transmissão, dos 
transformadores, das subestações e dos cabos elétricos. É o aço das plataformas, tubulações e 
equipamentos de prospecção e extração de petróleo, dos oleodutos, gasodutos, petroleiros, 
reservatórios, barris e butijões.
ÍNDICE
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
1. Proteção Frente à Corrosão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.1 - Proteção Frente à Corrosão – Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2 - O Mecanismo Eletroquímico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3 - Principais Formas de Corrosão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.1 - Corrosão Uniforme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Espécies Poluentes Contidas na Atmosfera . . . . . . . . . . . 12
Umidade Relativa do Ar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Mecanismo da Corrosão Atmosférica do Aço Carbono . . . . . . 15
1.3.2 - Corrosão Localizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Corrosão Galvânica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
a. Material Heterogêneo . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
b. Meio Heterogêneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Corrosão por Pites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Corrosão por Frestas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.4 - Aços Patináveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.4.1 - Desempenho dos Aços Patináveis . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.2 - Do que Depende a Formação da Pátina? . . . . . . . . . . . . 25
1.5 - Como Prevenir a Corrosão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.5.1 - O Efeito do Detalhamento do Projeto . . . . . . . . . . . . . . 27
Acessibilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Tratamento de Frestas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Precauções para Prevenir a Retenção de Água e Sujeira . . . . . 32
Arestas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Imperfeições de Soldagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Tratamento de Seções Fechadas ou Tubulares . . . . . . . . . 33
Furos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Prevenção da Corrosão Galvânica . . . . . . . . . . . . . . . 34
A Especificação de um Sistema de Proteção. . . . . . . . . . . 35
1.6 - Limpeza Superficial e Proteção Pela Pintura . . . . . . . . . . . . . . 36
1.6.1 - O Preparo da Superfície: Porque é Necessário e Como é Feito . . 36
1.6.2 - Pintura: o que é e Como Protege . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.6.3 - Galvanização a quente na proteção de estruturas . . . . . . . . 42
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
2. Estruturas em Situação de Incêndio . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.1 - Estruturas em Situação de Incêndio – Introdução . . . . . . . . . . . 47
2.1.1 - Segurança e Proteção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.2 - Resistência ao Fogo dos Componentes de Aço . . . . . . . . . . . . . 49
2.3 - As Normas Brasileiras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.4 - Métodos de Dimensionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.4.1 - O Aço Parcialmente Protegido . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.4.2 - Aplicação de Materiais de Proteção Antitérmica “Tradicionais” . . 54
2.4.3 - Perfis Laminados I e H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.4.4 - Materiais de Proteção Antitérmica “Tradicionais” . . . . . . . . 58
2.4.5 - Combinação de Métodos de Proteção . . . . . . . . . . . . . . 65
2.5 - Os Ensaios de Cardington – O Início de uma Nova Era . . . . . . . . . 66
2.5.1 - Resistência ao Fogo de Vigas Mistas . . . . . . . . . . . . . . 66
2.5.2 - Engenharia de Segurança Contra Incêndio . . . . . . . . . . . 68
Referências Bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
1 - Referências Bibliográficas Gerais – Corrosão – Livros e Artigos Técnicos . 73
2 - Referências Bibliográficas Gerais – Corrosão – Normas . . . . . . . . . . 73
3 - Referências Bibliográficas Gerais – Incêndio – Livros e Artigos Técnicos. . 74
4 - Referências Bibliográficas Gerais – Incêndio – Normas . . . . . . . . . . 75
PROTEÇÃO FRENTE
À CORROSÃO
1
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
09
1.1 - PROTEÇÃO FRENTE À CORROSÃO: INTRODUÇÃO
1.2 - O MECANISMO ELETROQUÍMICO
Corrosão pode ser definida, de modo muito simples, como sendo a tendência espontânea do 
metal produzido de reverter ao seu estado original (p.ex., um óxido hidratado), de mais baixa 
energia livre. Outra definição, amplamente aceita, é a que afirma que corrosão é a 
deterioração de propriedades que ocorre quando um material reage com o ambiente.
A corrosão pode ocorrer através de variadas formas, e sua classificação pode ser feita, por 
exemplo, através da aparência do metal corroído. As formas mais comuns que acometem o 
aço carbono são a corrosão uniforme, a corrosão galvânica, a corrosão por frestas e, em 
certas situações específicas, a corrosão por pites. Esta última, embora menos comum, não é 
menos importante que as demais.
O ataque uniformemente distribuído por grandes regiões da superfície metálica é certamente 
a forma mais comum de corrosão. A corrosão atmosférica do aço carbono é, certamente, o 
melhor exemplo deste tipo de ataque. Ela se distribui, em geral, por grandes áreas da 
superfície metálica e a velocidade com que progride, por ser uniforme, pode ser facilmente 
medida ou estimada. Dessa forma, ela não é considerada uma forma particularmente 
perigosa de ataque.
A corrosão galvânica pode ocorrer quando duas ligas diferentes, em contato elétrico (ou 
conectadas por um condutor elétrico) são expostas a uma mesma solução condutora de 
eletricidade (um “eletrólito”). Uma diferença de potencial elétrico existente entre diferentes 
metais ou ligas acaba por fornecer o potencial termodinâmico necessário à manutenção do 
processo de corrosão. 
As condições ambientais dentro de uma fresta podem, com o tempo, tornarem-se muito 
diferentes daquelas encontradas em uma superfície próxima, limpa e exposta aoambiente 
externo. Um ambiente muito mais agressivo pode se desenvolver e causar a corrosão 
localizada no interior da fresta. Frestas acontecem, por exemplo, nos pontos de contato entre 
parafusos e componentes estruturais e nos intervalos existentes entre pontos de solda 
descontínua. Frestas também podem ser criadas por depósitos de sujeira ou de produtos de 
corrosão, riscos em pintura, etc.
A figura 1 ilustra algumas das formas de corrosão mais comumente encontradas nas 
estruturas metálicas.
Grande parte das ocorrências de corrosão envolve reações eletroquímicas, assim, 
trataremos, a seguir, dos princípios deste importante tipo de reação.
Os fenômenos de corrosão de metais envolvem uma grande variedade de mecanismos que, 
no entanto, podem ser reunidos em quatro grupos:
• Corrosão em meios aquosos (90%);
• Oxidação e corrosão quente (8%);
• Corrosão em meios orgânicos (1,8%);
• Corrosão por metais líquidos (0,2%).
Entre parênteses está indicada, de forma estimada, a incidência, de uma maneira geral, de 
cada um dos tipos de corrosão. Nota-se que, de longe, a corrosão em meios aquosos é a mais 
comum. Isto é esperado, uma vez que a maioria dos fenômenos de corrosão ocorre no meio 
ambiente, onde a água é o principal solvente. A corrosão atmosférica ocorre através da 
condensação da umidade na superfície do metal.
É amplamente aceito que os dois primeiros grupos são caracterizados por processos 
essencialmente eletroquímicos. Já a natureza dos processos que ocorrem nos dois últimos 
grupos ainda não pôde ser precisada, uma vez que os seus mecanismos ainda não foram 
devidamente estabelecidos.
Uma reação é considerada eletroquímica se ela estiver associada à passagem de corrente 
elétrica, através de uma distância finita, maior do que a distância interatômica. Esta 
passagem de corrente envolve o movimento de partículas carregadas - íons, elétrons ou 
ambos. Dessa forma, na maioria das reações que se manifesta em presença de uma 
superfície metálica, ocorre a passagem de corrente através do metal, e a reação é 
eletroquímica em sua natureza fundamental.
A distância que a corrente elétrica percorre numa reação de corrosão eletroquímica pode 
variar bastante, indo de dimensões de um tamanho de grão metálico (mm), como no caso da 
dissolução de um metal em uma solução ácida, até quilômetros de distância, como no caso 
da corrosão por correntes de fuga em tubulações enterradas nas vizinhanças de uma estrada 
de ferro eletrificada.
Figura 1: As formas mais comuns de corrosão que acometem as 
estruturas metálicas.
AMBIENTE
METAL
SEM CORROSÃO
CORROSÃO
UNIFORME
CORROSÃO
GALVÃNICA
CORROSÃO POR
FRESTAS
METAL
MAIS 
NOBRE
METAL OU
NÃO-METAL
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
10
Na maioria das reações eletroquímicas os íons se movimentam através de eletrólito líquido, 
normalmente aquoso. No entanto, em reações de oxidação (p. ex.. a reação à temperatura 
elevada entre um metal e o oxigênio atmosférico), onde não se tem eletrólito líquido, o 
movimento de íons ocorre através da película de óxido metálico que se forma na superfície do 
metal. Este óxido funciona como um eletrólito sólido e garante a natureza eletroquímica da 
reação.
O processo de corrosão atmosférica do aço carbono consiste, de elétrons fluindo dentro do 
metal e íons fluindo no eletrólito superficial. A figura 2 representa, de forma esquemática, as 
etapas do processo.
A velocidade de corrosão é muito influenciada pela condutividade elétrica do eletrólito: é 
menor para meio pouco condutores, como a água muito pura, e maior para meios 
considerados bons condutores, como, por exemplo, a água do mar ou soluções ácidas.
Vários são os fatores que determinam a criação e a distribuição de regiões anódicas e 
catódicas na superfície do metal. A existência de diferenças de composição química, de 
microestrutura, de concentração de algum reagente, da velocidade do eletrólito superficial, 
de tensões residuais, dentre outras, determinam a formação de regiões catódicas ou 
anódicas.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
11
Figura 2: Representação esquemática, simplificada, do mecanismo de corrosão 
atmosférica do aço carbono.
Um ponto fundamental deve ser ressaltado: para que a corrosão atmosférica do 
aço carbono aconteça, é necessária a presença simultânea de água e oxigênio. 
Na ausência de um deles, a corrosão não acontecerá. Um exemplo importante é 
observado no comportamento das estacas de aço cravadas em solos naturais. 
Ainda que estejam em contato com água, elas não sofrem corrosão apreciável ao 
longo dos anos, devido à baixa concentração (e também difusão) do oxigênio do 
ar nos solos. 
A corrosão uniforme é o fenômeno de corrosão mais importante, comum, simples e 
conhecido. Ela acontece em metais e ligas relativamente homogêneas expostas a ambientes 
também homogêneos. Esta homogeneidade de comportamento pode ser tanto reflexo da 
homogeneidade intrínseca do material (ausência de defeitos estruturais ou de inclusões, por 
exemplo) quanto a não seletividade do ambiente com respeito a estes defeitos. Aços-carbono 
expostos à atmosfera e ligas de cobre expostos às águas naturais são bons exemplos de 
materiais que podem sofrer este tipo de ataque. 
A velocidade de corrosão uniforme é, em geral, expressa em termos da perda de massa por 
unidade de área e por unidade de tempo, ou, alternativamente, pela perda de espessura do 
metal corroído em função do tempo.
A corrosão atmosférica dos aços-carbono, como o próprio nome indica, trata da reação do 
oxigênio, constituinte da atmosfera, à temperatura ambiente, com o metal, estando a 
superfície recoberta por uma película (macroscópica ou microscópica) de água e agentes 
poluentes dissolvidos, chamados, em conjunto, de eletrólito.
A velocidade da corrosão atmosférica depende da velocidade das reações parciais anódica e 
catódica na interface metal-eletrólito e óxido-eletrólito. Assim, ela é comparável à corrosão 
em meio líquido, mas, neste caso, não há retirada contínua em grande escala do produto de 
corrosão pelo eletrólito, que pode, eventualmente, evaporar, propiciando alterações de fase 
dos constituintes, ao longo do tempo, dentro da camada de óxido.
A corrosão atmosférica é muito dependente dos constituintes da atmosfera, notadamente a 
água e poluentes atmosféricos, como será visto a seguir.
Os principais poluentes contidos na atmosfera são o dióxido de enxofre (SO ), os óxidos de 2
nitrogênio (NO e NO ), os cloretos, e as poeiras e fuligem que se depositam sobre a superfície 2
metálica. Do ponto de vista da corrosão, os cloretos, presentes especialmente nas regiões 
marinhas, e o SO (proveniente da combustão de combustíveis fósseis, como o carvão e a 2
gasolina), presente em grandes cidades e áreas industriais, são as espécies mais 
importantes. O SO é o responsável pelas chuvas ácidas, porque forma, reagindo com a água, 2
1.3 - PRINCIPAIS FORMAS DE CORROSÃO
1.3.1 Corrosão Uniforme
Espécies Poluentes Contidas na Atmosfera
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
12
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
13
ácido sulfuroso (H SO ), ou, ainda, em contato com a água e o oxigênio (na presença de 2 3
catalisadores, como os íons ferrosos), ácido sulfúrico (H SO ), de acordo com as reações:2 4
(1): SO (gás) + H O (gota de chuva ou orvalho) Z H SO (ácido sulfuroso)2 2 2 3
(2): SO (gás) + H O (gota de chuva ou orvalho) + ½O2 Z H SO (ácido sulfúrico)2 2 2 4
A reação do ácido sulfúrico com o aço carbono resulta em sulfato ferroso, que promove a 
dissolução do ferro:
(3): H SO + Fe + ½O Z FeSO + H O2 4 2 4 2
Os óxidos de nitrogênio, que são formados durante a combustão em altas temperaturas (em 
motores de ciclo Diesel, por exemplo), têm influência menos acentuada no processo de 
corrosão atmosférica do aço carbono.
A umidade relativa do ar determina a percentagem de umidade a partir da qual ocorrerá ofenômeno de condensação, necessário à formação de uma película de eletrólito sobre a 
superfície metálica.
Esta condensação ocorre, a princípio, em umidades relativas de 100%, mas pode, sob certas 
condições, se manifestar sobre a superfície metálica a umidades inferiores. Isto ocorre 
particularmente quando a temperatura do metal é menor do que a temperatura do ar 
ambiente (atinge-se o chamado “ponto de orvalho”), quando a superfície é bastante rugosa 
(causada pelo fenômeno da tensão superficial, que abaixa a pressão de saturação dentro das 
micro porosidades), ou quando a superfície contém depósitos de sais higroscópicos.
A presença de sais depositados exerce uma dupla ação, reduzindo o valor da pressão de 
saturação e levando à formação de um eletrólito particularmente agressivo.
A figura 3 ilustra a evolução da corrosão de um aço carbono em função da umidade relativa, 
para uma atmosfera poluída com 0,01% de SO e por um período de exposição de 55 dias. 2
Fica evidenciado que a corrosão é acelerada quando a umidade relativa supera os 60%.
As normas ISO 9223 e ISO 9226 definem os critérios relativos à caracterização de uma 
atmosfera e o seu grau de corrosividade, determinado a partir da velocidade de corrosão de 
metais expostos à atmosfera.
Três são os parâmetros utilizados na classificação de uma atmosfera:
• A duração da exposição a uma dada umidade (tempo de umedecimento) t: corresponde 
ao período de tempo no qual a umidade relativa é superior a 80% e a temperatura é 
-1superior a 0oC. São descritas cinco categorias, indo de t (< 10 h.ano ) a t (> 5.500 1 5
-1h.ano );
Umidade Relativa do Ar
-3• A concentração de SO atmosférico, dado em mg.m : São descritas quatro categorias, 2
-3 -3indo de P (< 12 mg.m ) a P (90 < P < 250 mg.m ). Uma atmosfera rural, não o 3
poluída, como a de Sorocaba (SP), apresenta um valor médio anual de 5 
mg.m , enquanto que uma atmosfera industrial como a encontrada em 
-3Cubatão (SP), possui um valor médio anual de 27 mg.m ;
-2 -1• A concentração de íons cloreto é dada como velocidade de deposição, em mg.m .dia . 
-2 -1São descritas quatro categorias, indo de S (< 3 mg.m .dia ) a S (300 < S < 1.500 o 3
-2 -1mg.m .dia ). Uma atmosfera como a de Fortaleza (CE), apresenta uma taxa de 
-2 -1deposição (média) de cloretos de cerca de 300 mg.m .dia ;
A tabela I, descrita a seguir, qualifica a corrosividade de uma atmosfera, segundo a norma 
ISO 9226, em função das velocidades de corrosão observadas para diferentes valores de t, P 
e S, para os aços carbono.
Tabela 1: Corrosividade atmosférica, segundo a norma ISO 9226.
-3
Figura 3: Influência da umidade relativa no processo de corrosão atmosférica do aço 
carbono.
120
100
80
60
40
20
0
40 50 60 70 80 90
M
AS
SA
 C
O
R
R
ID
A,
 m
g/
dm
²
UMIDADE RELATIVA, %
Corrosividade da Atmosfera
C1
C2
C3
C4
C5
Muito baixa
Baixa
Média
Alta
Muito Alta
< 1,3
1,3 - 25
25 - 50
50 - 80
80 - 200
< 0,1
0,1 - 1,5
1,5 - 6
6 - 20
20 - 90
Vcorr inicial Vcorr estacionária
-1( m.ano ) -1( m.ano )
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
14
A figura 4 qualifica a agressividade ambiental de algumas cidades brasileiras, segundo os 
critérios preconizados pela norma ISO 9226.
Como visto anteriormente, a corrosão atmosférica do aço carbono pode ser descrita, de forma 
simplificada, pela reação:
(4): 4Fe + 3O + 2H O 4FeOOH2 2
O composto FeOOH, que pode ser considerado como sendo hematita hidratada (2FeOOH = 
Fe O + H O), designa, de modo genérico, a ferrugem. Na realidade, a ferrugem é uma mistura 2 3 2
complexa de várias fases cristalinas e amorfas de óxidos e hidróxidos e de ferro. Sua 
estequiometria corresponde aproximadamente à fórmula global FeOOH. Os três principais 
componentes da ferrugem são, respectivamente, a lepidocrocita (a-FeOOH), de estrutura 
romboédrica, a goethita (g-FeOOH), de estrutura também romboédrica e a magnetita (Fe O ), 3 4
de estrutura cúbica.
A composição da ferrugem varia em função das condições climáticas e da duração da 
exposição. Ela varia morfologicamente e quimicamente, do interior para o exterior da camada:
Mecanismo da Corrosão Atmosférica do Aço Carbono
Z
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
15
Figura 4: Agressividade atmosférica de algumas cidades brasileiras, segundo os 
critérios prescritos pela norma ISO 9226.
Bioma
Pampa
Bioma
Amazônia
Bioma
Cerrado
Bioma
Caatinga
Bioma
Mata
Atlântica
Bioma
Pantanal
Porto Velho: C3
Fortaleza: C5
Rio de Janeiro: C5
Ubatuba: C5
São Paulo: C3
Cubatão: C5
Aracajú: C3
Salvador: C3
A parte exterior é geralmente porosa, desagregada e friável, sendo constituída principalmente 
de goethita e lepidocrocita;
 A parte interior, adjacente ao metal, é, em geral, relativamente densa e mais aderente, sendo 
formada por magnetita e fases amorfas de FeOOH.
Quando a superfície de aço é exposta à atmosfera, ela é rapidamente recoberta por uma fina 
camada de produtos de corrosão. Esta reação acontece tão mais rapidamente quanto mais 
úmida e contaminada for a superfície.
Inicialmente, o oxigênio contido no ar difunde através da película líquida do eletrólito e é 
2+-reduzido a íons OH na superfície metálica, enquanto que o ferro é oxidado a íon Fe , que passa 
à solução, no eletrólito.
Os íons ferrosos em solução reagem com as hidroxilas, formando, após uma série de reações, 
g-FeOOH, segundo a reação:
2+ +(5): 2Fe + ½O + 3H O 2g-FeOOH + 4H2 2
Desse modo, a camada de lepidocrocita vai sendo desenvolvida, recobrindo a superfície, 
levando à diminuição dos sítios ativos onde ocorre a oxidação do ferro a íon ferroso. Ao mesmo 
tempo, a difusão do oxigênio é limitada pela barreira de lepidocrocita formada. Quando a 
concentração de oxigênio se torna suficientemente pequena, a lepidocrocita reage, por sua 
2+vez, com os íons Fe , em fase aquosa, gerando uma camada de magnetita, segundo a reação:
2+ -(6): 8g-FeOOH + Fe + 2e Z 3Fe O + 4H O3 4 2
De modo global, temos:
(7): 8g-FeOOH + Fe Z 3Fe O + 4H O3 4 2
A ferrugem g-FeOOH se comporta, desse modo, como um oxidante com respeito ao ferro, do 
mesmo modo que o oxigênio. De acordo com a equação (17), a reação deverá parar quando 
toda a ferrugem for consumida; na realidade, a redução do ?g-FeOOH não acontece quando o 
teor de oxigênio é pequeno.
Durante as fases “secas” (onde a película de água é bastante fina e a concentração de oxigênio 
é alta), a magnetita reage com o oxigênio do ar, de acordo com:
(8): 2Fe O + ½O + 3H O Z 6g-FeOOH3 4 2 2
Assim, se observa um fenômeno cíclico entre as fases “úmidas” e “secas”, levando à 
transformação da lepidocrocita a magnetita, com o consumo metálico durante a fase úmida. A 
figura 5 ilustra o fenômeno.
Z
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
16
Se poluentes tais como o SO estiverem presentes na fase aquosa, o consumo de metal será 2
acelerado na fase “úmida”, havendo a precipitação de FeSO no fundo da cela de corrosão 4
durante a fase “seca”.
Os ciclos de umedecimento e secagem alternados exercem, desse modo, uma forte influência 
na velocidade média de corrosão do aço.
Este fenômeno ocorre, diferentemente da corrosão uniforme, quando o metal é colocado em 
presença de um ambiente não homogêneo. Estas diferenças podem advir de múltiplas 
origens, tanto ao nível do material (ligas multifásicas, presença de inclusões, defeitos 
localizados em revestimentos protetores, pares bimetálicos, etc.) quanto ao ambiental 
(variação local de composição química, de pH ou da temperatura).
A corrosão galvânica é uma das formas mais comuns de ataque em meio aquoso. Como o 
próprio nome indica, ela resulta da formação de uma pilha, promovendo um ataque 
localizado em um dos componentes do par – o menos “nobre”. A figura 6 exemplifica este 
conceito.1.3.2 Corrosão Localizada
Corrosão Galvânica
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
17
Figura 5: Mecanismo básico da corrosão atmosférica dos aços carbono.
FeSO4
FeOOH
Fe O3 4
Fase de corrosão "úmida"
Fase de corrosão "seca"
Fe
Fe
Fe O3 4
2+Fe
2-SO4
H O2
H O2
H O2
H O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
FeOOH
FeOOH
2+Fe -OH
-2e
O2H O2
H O2
Fe Fase inicial
+
Chuva
Seca
Figura 8 - Nó do Pórtico e Recorte das Mísulas
As regiões onde acontecem as reações anódica (a corrosão metálica) e catódica (redução do 
oxidante) são espacialmente distintas. Como mencionado anteriormente, esta seletividade 
das reações é devido às heterogeneidades existentes no material, no meio ou nas condições 
físico-químicas da interface.
Cada metal ou liga pode ser caracterizado pelo seu potencial de corrosão. Medidas 
experimentais tornam possível o estabelecimento de uma tabela ordenada de potenciais de 
corrosão denominada série galvânica. Esta tabela, que não deve ser confundida com a tabela 
dos potenciais de eletrodo padrão, fornece, para um dado meio considerado, uma 
classificação de diferentes metais e ligas segundo seu potencial de corrosão. A partir destas 
indicações, torna-se possível estimar a pilha que será criada pelo acoplamento elétrico dos 
dois metais diferentes. Observa-se o aumento da velocidade de corrosão do metal menos 
nobre (aquele que possui o menor potencial de corrosão) e uma diminuição da velocidade de 
corrosão do metal mais nobre (o que apresenta o maior potencial de corrosão) naquele dado 
meio. A figura 7 ilustra uma série galvânica para a água do mar.
Este efeito pode ser utilizado com vantagens na proteção de um metal ou liga frente à 
corrosão, e é conhecido como proteção catódica: o material que tem predominância da 
reação anódica (o anodo de sacrifício) acaba protegendo o resto da estrutura, que passa a 
ser, preponderantemente, catodo.
a. Material Heterogêneo
Figura 6: Mecanismo básico ilustrativo da corrosão galvânica.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
18
Metal A
z+Me
z-R R
Me -ze
Anodo
Metal B
Eletrólito
Catodo
A observação da figura 7 nos permite dizer que, em ambientes atmosféricos contendo 
cloretos, a união elétrica entre o magnésio e o aço promoverá a proteção deste último, em 
detrimento do primeiro, que se corrói. Em continuidade, a união elétrica entre o aço 
estrutural e aços inoxidáveis promoverá, em ambiente semelhante, a rápida deterioração do 
aço estrutural. Quem está acima na tabela protege quem está abaixo, corroendo-se.
É importante ressaltar que a série galvânica representada na figura acima foi determinada 
experimentalmente, para pares galvânicos imersos em água do mar em movimento. O que 
ocorreria, por exemplo, em um ambiente industrial úmido? O ordenamento mostrado acima, 
de modo geral, não é alterado. Assim, na falta de uma série galvânica específica, pode-se 
utilizar a série apresentada na figura 7, sem que se cometa, de modo geral, equívocos.
O fenômeno da corrosão galvânica está na origem do procedimento conhecido como 
galvanização, que objetiva proteger o aço pelo recobrimento com zinco. É necessário, 
entretanto, distinguir proteção catódica, onde o revestimento faz o papel de anodo de 
sacrifício, dos casos onde o revestimento é mais nobre que o material a proteger (como 
exemplo, a “niquelação' ou a “cobreação” do aço).
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
19
Figura 7: Série galvânica para diferentes metais e ligas, em água do mar. O metal (ou 
liga) situado acima na tabela (isto é, aquele que possui o menor potencial de 
corrosão) protege o metal (ou liga) que possui maior potencial de corrosão 
(isto é, situado abaixo deste na tabela), corroendo-se preferencialmente. 
ZINCO
+0,2 0,0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 -1,0 -1,2 -1,4 -1,6
Volts, vs. ECS
MAGNÉSIO
BERÍLIO
LIGAS DE ALUMÍNIO
CÁDMIO
AÇO CARBONO, FERRO FUNDIDO
AÇO PATINÁVEL, AÇO BLAR
BRONZE ALUMÍNIO
BRONZE MANGANÊS
BRONZE SILÍCIO
CUPRONÍQUEL 90 - 10
CUPRONÍQUEL 80 - 20
CUPRONÍQUEL 70 - 30
NÍQUEL 200
PRATA
TITÂNIO
PLATINA
GRAFITE
Potenciais de corrosão em água do mar em movimento (2,5 - 4,0 m/s)
Temperatura entre 10 - 27 ºC
AÇO INOXIDÁVEL - TIPOS 302, 304, 321, 347
AÇO INOXIDÁVEL - TIPOS 316, 317
AÇO INOXIDÁVEL - TIPOS 410, 416
AÇO INOXIDÁVEL - TIPO 430
ESTANHO
COBRE
CHUMBO
SOLDA Pb - Sn (50 / 50)
LATÃO ALMIRANTADO, LATÃO ALUMÍNIO
LATÃO AMARELO, LATÃO NAVAL, LATÃO VERMELHO
No primeiro caso, é a quantidade do revestimento (isto é, espessura) que acaba sendo o 
fator primordial de proteção, enquanto que, no segundo caso, é a qualidade do revestimento 
que se revela primordial (ausência de defeitos que podem levar ao ataque localizado do 
substrato, sob o revestimento). A corrosão devida ao acoplamento galvânico de dois metais 
(ou ligas) dependerá de muitos parâmetros, tais como a composição química das ligas, 
presença de produtos de corrosão, composição, pH e agitação do eletrólito, e, muito 
importante, a razão de áreas anodo/catodo. A figura 8 ilustra o ataque galvânico que ocorre 
entre o aço carbono e o cobre, banhados por uma água potável agressiva. 
O potencial de corrosão é um compromisso que resulta do “balanço” entre a reação de 
oxidação do metal e a reação de redução do oxidante contido no eletrólito. Qualquer variação 
local de composição deste último poderá propiciar o surgimento de corrosão galvânica. Este 
é o caso do ataque conhecido como pilha de aeração diferencial.
Quando o aço carbono é colocado em um eletrólito neutro (p.ex.: cloreto de sódio), pode-
se observar o ataque intenso nas regiões pouco aeradas e a redução catódica nas regiões 
aeradas. O pH das regiões aeradas (áreas catódicas) se torna mais alto devido à redução 
do oxigênio, envolvendo a formação de íons hidroxila (o que contribui para a passivação 
local da liga. 
A corrosão por aeração diferencial é a responsável, por exemplo, pelo ataque existente nas 
(pequenas) frestas formadas entre, p.ex., parafusos e componentes estruturais, soldas 
descontínuas e chapas metálicas guardadas empilhadas. A figura 9 ilustra o conceito de pilha 
de aeração diferencial.
b. Meio Heterogêneo
Figura 8: Exemplo de corrosão galvânica – aço carbono x cobre.
FeOOH
2+Fe 2+Fe
H O + 2 O2
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
20
Aço
Anodo
Catodo
Cobre
Água potável
agressiva
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
21
1.4 - AÇOS PATINÁVEIS
Todos os aços contêm pequenas quantidades de elementos de liga, tais como carbono, 
manganês, silício, fósforo e enxofre, seja porque estes integravam as matérias-primas 
(minérios e coque) com que foram fabricados, seja porque lhes foram deliberadamente 
adicionados, para lhes conferirem determinadas propriedades. De modo geral, as adições 
são pequenas, de no máximo 0,5 a 0,7% da massa total do metal, proporção em que tais 
elementos não têm qualquer efeito apreciável sobre a resistência deste à corrosão 
atmosférica. As pequenas variações de composição que inevitavelmente ocorrem durante o 
processo de fabricação do metal tampouco afetam significativamente suas características.
Entretanto, existem exceções. Sabe-se há mais de 80 anos, por exemplo, que a adição de 
pequenas quantidades de cobre, níquel, cromo, fósforo e outros elementos químicos têm um 
efeito benéfico sobre os aços, reduzindo a velocidade em que são corroídos, quando 
expostos à atmosfera. Dentre estes elementos químicos, o cobre é o que apresenta maior 
influência. A figura 10 mostra dois aços laminados a quente, pintados, riscados e expostos 
em atmosfera industrial por 12 meses. A série inferior corresponde à liga-mãe – um aço 
carbono comum. A série superior corresponde à mesma liga-mãe, onde somente foi feita a 
adição de 0,2% de cobre. Podemos observar a menor progressão da ferrugem sob a tinta, 
nas amostras contendo cobre.
Figura 9:Exemplos de pilhas de aeração diferencial (frestas). 
z+Me
z-R R
-OH
-ze
H2O
O2
-ze
Anodo
Eletrólito
Catodo
Frestas
Fe
2+Fe
Anodo
O grande estímulo ao emprego de aços enriquecidos com estes elementos químicos, 
chamados de aços de baixa liga e alta resistência, resistentes à corrosão atmosférica, foi dado 
pela companhia norte americana United States Steel Corporation que, no início da década de 
1930, desenvolveu um aço cujo nome comercial era Cor-Ten.
O aço Cor-Ten foi desenvolvido originalmente para a indústria ferroviária, e sua grande virtude 
aparente era permitir a construção de vagões mais leves. A propriedade de resistir à corrosão 
foi alcançada quase que por casualidade, embora desde o fim do século XIX já se 
conhecessem as influências benéficas do cobre e do fósforo.
A ferrugem formada sobre estes aços, por possuir uma coloração e uma morfologia distinta, 
atraiu a atenção de vários arquitetos. Em 1958, o arquiteto norte americano Eero Saarinen 
utilizou-o na construção do edifício-sede da John Deere, em Moline, no estado de Illinois. Este 
foi o primeiro uso de aços patináveis, não pintados, na construção civil. A figura 11 mostra 
este edifício. O aço foi deixado aparente nessa obra, tendo o arquiteto considerado que a 
ferrugem que sobre ele se formava constituía por si mesma um revestimento não só aceitável, 
como atraente. O pleno esclarecimento do mecanismo responsável pela formação da pátina 
protetora só veio a ser alcançado já nos anos 70. 
Figura 10: Resultado da exposição atmosférica de um aço laminado a quente sem 
adição de cobre (série inferior) e, do mesmo aço, agora com adição de 0,2% 
de cobre (série superior). Os corpos-de-prova formam pintados com tinta 
epoxídica (200? m – base seca), riscadas e expostas à atmosfera industrial 
por 12 meses. 
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
22
Desde o lançamento do Cor-Ten, até os nossos dias, desenvolveram-se outros aços com 
comportamentos semelhantes, que constituem a família dos aços conhecidos como 
patináveis. Enquadrados em diversas normas, tais como as normas brasileiras NBR 5008, 
5920, 5921 e 7007, e as norte-americanas ASTM A242, A588 e A709, que especificam limites 
de composição química e propriedades mecânicas, estes aços tem sido utilizados no mundo 
todo na construção de pontes, viadutos, edifícios, silos, torres de transmissão de energia, etc.
Sua grande vantagem, além de dispensarem a pintura em certos ambientes, é possuírem 
uma alta resistência mecânica. Em ambientes agressivos, como regiões que apresentam 
poluição por dióxido de enxofre ou aquelas próximas da orla marítima, a pintura lhes confere 
uma proteção, em geral, superior àquela conferida aos aços comuns.
No Brasil, aços desse tipo encontram também grande aceitação entre os arquitetos para 
estruturas aparentes. Além de inúmeras pontes e viadutos espalhados por todo o país, 
formam, p.ex., a estrutura da catedral de Brasília e do edifício-sede da Associação Brasileira 
de Metalurgia e Materiais (ABM), em São Paulo.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
23
Figura 11: Edifício-sede da John Deere, em Moline (Ilinois – USA), todo feito em aço 
patinável aparente.
1.4.1 - Desempenho dos Aços Patináveis
O que distinguia o novo produto, dos aços comuns, no que diz respeito à resistência à 
corrosão, era o fato de que, sob certas condições ambientais de exposição, ele podia 
desenvolver em sua superfície uma película de óxidos aderentes e protetores, chamados de 
pátina, que atuava reduzindo a velocidade do ataque causado pelos agentes corrosivos 
presentes no meio ambiente. Durante os primeiros anos de exposição à atmosfera, a perda 
de massa metálica por unidade de superfície cresce segundo uma função potência do tipo 
1-nDm = kt onde m é a perda de massa por unidade de superfície (mg/cm²), e são 
constantes e é o tempo de exposição, em meses. 
A figura 12 ilustra o desempenho frente à corrosão atmosférica de um aço estrutural comum 
(ASTM A36) e de um aço de baixa liga e alta resistência, resistente à corrosão atmosférica 
(AçoCor 500, da Gerdau Açominas), expostos em atmosferas de diferente agressividade.
D
Figura 12: Desempenho de um aço patinável (ASTM A588) e de um aço 
estrutural comum (ASTM A572) em quatro diferentes 
atmosferas: rural, urbana, industrial e marinha.
ASTM A 36
160
120
80
40
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100120
AÇOCOR 500
Atmosfera Urbana - Santo André - SP
2
Pe
rd
a 
de
 M
as
sa
, m
g/
cm
Tempo, meses
ASTM A 36
120
AÇOCOR 500
Tempo, meses
160
120
80
40
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Atmosfera Rural - Itararé - SP
2
Pe
rd
a 
de
 M
as
sa
, m
g/
cm
ASTM A 36
120
AÇOCOR 500
Tempo, meses
160
120
80
40
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Atmosfera Marinha - Bertioga - SP
2
Pe
rd
a 
de
 M
as
sa
, m
g/
cm
ASTM A 36
160
120
80
40
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100120
AÇOCOR 500
Atmosfera Industrial - Cubatão - SP
2
Pe
rd
a 
de
 M
as
sa
, m
g/
cm
Tempo, meses
k n
t
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
24
1.4.2 - Do que Depende a Formação da Pátina?
A formação da pátina é função de três tipos de fatores. Os primeiros a destacar estão ligados 
à composição química do próprio aço. Os principais elementos de liga que contribuem para 
aumentar-lhe a resistência frente à corrosão atmosférica, favorecendo a formação da pátina, 
são o cobre e o fósforo (o cromo, o níquel, e o silício também exercem importantes efeitos 
secundários). Cabe observar, no entanto, que o fósforo deve ser mantido em baixos teores 
(menores que 0,1%), sob pena de prejudicar certas propriedades mecânicas do aço e sua 
soldabilidade.
Em segundo lugar vêm os fatores ambientais, entre os quais sobressai a presença de dióxido 
de enxofre e de cloreto de sódio na atmosfera, a temperatura, a força (direção, velocidade e 
freqüência) dos ventos, os ciclos de umedecimento e secagem, etc. Assim, enquanto a 
presença de dióxido de enxofre, até certos limites, favorece o desenvolvimento da pátina, o 
cloreto de sódio em suspensão nas atmosferas marítimas prejudica suas propriedades 
protetoras. Não se recomenda a utilização de aços patináveis não protegidos em ambientes 
-3industriais onde a concentração de dióxido de enxofre atmosférico seja superior a 250 mg.m 
-2 -1e em atmosferas marinhas onde a taxa de deposição de cloretos exceda 300 mg.m .dia . 
É importante ressaltar que raros locais do território brasileiro possuem concentrações 
elevadas de SO a ponto de impedir a formação da pátina. Este não é o caso, entretanto, para 2
a deposição de cloretos, que são encontrados em alta concentração na costa brasileira. 
Os ventos, que carreiam agentes agressivos até o local em que se encontra o metal, têm 
importante efeito sobre os ciclos de umedecimento e secagem; tais ciclos são considerados 
essenciais ao desenvolvimento de películas protetoras. O efeito da temperatura, embora 
provável, ainda não foi claramente caracterizado.
Finalmente, há fatores ligados à geometria da peça, que explicam por que diferentes 
estruturas do mesmo aço, dispostas lado a lado, podem ser atacadas de maneira distinta. 
Esse fenômeno é atribuído à influência de seções abertas/fechadas, drenagem correta das 
águas de chuva e outros fatores que atuam diretamente sobre os ciclos de umedecimento e 
secagem. Assim, por exemplo, sob condições de contínuo molhamento, determinadas por 
secagem insatisfatória, a formação da pátina fica gravemente prejudicada.
Os elementos de ligação (chapas, parafusos, porcas, arruelas, rebites, cordões de solda, etc.) 
devem apresentar não só resistência mecânica compatível com o aço patinável, mas também 
compatibilidade de composição química, para evitar o desenvolvimento da corrosão 
galvânica.Aços patináveis podem ser soldados através do uso de todas as técnicas usuais, 
entretanto, os eletrodos deverão ser compatíveis com a composição química destes aços, de 
modo a minimizar a ocorrência de corrosão galvânica junto ao cordão de solda. Os parafusos 
estruturais adequados são enquadrados na Norma ASTM A325 Tipo 3 (composição química 
semelhante ao Cor-Ten X). Parafusos, porcas e arruelas galvanizadas a quente, sherardizados 
ou revestidas de zinco eletrodepositado não deverão ser empregados em conjunto com os 
aços patináveis, pois os revestimentos de zinco serão rapidamente consumidos, levando à 
exposição de um parafuso que, mais uma vez, é menos nobre do que o aço patinável. Desse 
modo, o parafuso poderá ser intensamente corroído. 
25
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
Como regra geral, aços patináveis tem sido utilizados em seu estado natural, isto é, sem 
pintura, em ambientes que propiciem o aparecimento da pátina protetora. Exceções 
acontecem quando, por motivos estéticos, o aço deva apresentar certa coloração desejada 
ou nas condições em que o aço não pode desenvolver a pátina, como visto anteriormente.
O desempenho do aço patinável pintado com certo sistema de pintura costuma ser superior 
àquele obtidos sobre os aços carbono estruturais. Isto, naturalmente, é válido somente no 
caso da existência de condições ambientais que promovam a formação da pátina. Nestas 
condições, a durabilidade do sistema costuma ser superior à soma das durabilidades 
propiciadas isoladamente pela proteção dada lo revestimento e pela própria natureza do 
material, isto é, há sinergia dos mecanismos. Uma eventual falha no revestimento levará à 
formação de produtos de corrosão bem menos volumosos do que aqueles formados sobre os 
aços comuns, aumentando a durabilidade do revestimento.
A figura 13 mostra dois espécimes de aço laminados a quente, um ASTM A 588 (aço 
patinável) um ASTM A 572 (aço estrutural comum), expostos por 48 meses na atmosfera 
industrial de Cubatão (SP). Estes aços foram jateados com granalha de aço (padrão Sa 3), 
pintados com tinta epóxi tolerante à superfície (epóximastic, com 300 mm de espessura 
seca); após a secagem, foi feito o entalhe na tinta (um ensaio normatizado) e subseqüente 
exposição à atmosfera.
Podemos observar que o aço carbono comum produziu um grande volume de produtos de 
corrosão. Houve grande dano à pintura. Já o aço patinável, no mesmo período, produziu 
menor quantidade de ferrugem. A tinta está íntegra e continua a oferecer proteção contra a 
corrosão. O aço é protegido pela tinta e, mesmo quando alcançado pelo oxigênio e água 
atmosféricos (por difusão), acaba por produzir um volume de óxidos consideravelmente 
menor do que o gerado sobre o aço carbono, e que não chega a destruir a película. Por esse 
motivo, mesmo formando óxidos, a durabilidade da proteção é maior do que no caso do aço 
carbono. A corrosão no aço patinável ficou circunscrita à região dos cortes.
ASTM A 588 ASTM A 572
Figura 13: Comportamento de um aço patinável ASTM A588 e de um aço carbono 
estrutural ASTM A572 expostos à atmosfera industrial por 48 meses.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
26
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
27
Aços patináveis necessitam de pintura (ou outra forma de proteção) em ambientes onde a 
pátina protetora não pode ser formada em sua plenitude, tais como:
• Atmosferas contendo gases (ou particulados) corrosivos, como, por exemplo, em áreas 
-3industriais com alta deposição de óxidos de enxofre (> 250 mg.m ), cloreto de amônia, 
ácido clorídrico, etc.;
• Locais sujeitos à névoa salina. Em atmosferas altamente contaminadas com cloretos, em 
especial regiões muito próximas da arrebentação costeira, ou ainda regiões cobertas, nas 
quais o efeito da lavagem propiciada pelas chuvas não é sentida (com o conseqüente 
acúmulo de cloretos), a pátina formada não tem características protetoras. Recomenda-
se a pintura de toda estrutura confeccionada em aço patinável desde que esta esteja a 
menos de 1-3 km da orla marinha. Nestes casos, o preparo de superfície e o esquema de 
pintura escolhido deverão ser os mesmos especificados para o aço carbono estrutural, 
visto que a pátina protetora não pode ser plenamente desenvolvida nestas condições;
• Aplicações onde o aço permanece continuamente submerso em água ou enterrado no 
solo aerado (próximo à superficie), tais como adutoras de água;
• Aplicações onde o aço está em contato direto com madeiras ou materiais porosos, que 
podem reter a umidade permanentemente em contato com o metal.
Em resumo, podemos afirmar que em situações onde a formação da pátina não é adequada, 
exigindo o uso de sistemas de proteção (p. ex.: a pintura), os aços patináveis e os aços 
carbono tornam-se praticamente equivalentes na sua aplicação.
Em ambientes externos ou úmidos, o detalhamento do projeto tem, em geral, um enorme 
efeito no controle da corrosão. A prevenção da corrosão nasce na arquitetura, é 
complementada pelo engenheiro calculista e finalizada pelo fabricante da estrutura. O modo 
mais econômico de se atingir a vida útil da estrutura, com os menores custos ao longo do 
tempo, é atentar para os detalhes. É importante ressaltar que em ambientes secos, não 
poluídos, nenhuma precaução especial é necessária. 
Todo projeto deve ser feito de modo a facilitar o preparo de superfície, pintura, inspeção e 
manutenção.
A forma de uma estrutura pode influenciar sua susceptibilidade à corrosão. Assim, as 
estruturas devem ser projetadas de modo que a corrosão não possa se estabelecer em um 
local em particular, de onde possa se espalhar. Recomenda-se, desse modo, que os 
projetistas considerem o detalhamento anticorrosivo já no início do projeto. 
As formas dos elementos estruturais e os métodos utilizados para uni-los devem ser tais 
que a fabricação, união e qualquer tratamento subseqüente não promovam a corrosão. 
1.5 - COMO PREVENIR A CORROSÃO
1.5.1 - O efeito do detalhamento do projeto
Do mesmo modo, considerações devem ser feitas com respeito à forma da estrutura e de 
seus elementos com respeito à categoria ambiental, quando se especifica um sistema de 
proteção de pintura.
O projeto deve ser simples, evitando-se a complexidade excessiva. Onde os componentes 
metálicos estão em contato, imersos ou enclausurados em outros materiais de construção, 
p.ex., tijolos, eles não estarão acessíveis, assim, as medidas de proteção frente à corrosão 
devem ser efetivas ao longo de toda a vida útil da estrutura.
Os componentes em aço devem ser projetados para permitir acesso, com a finalidade da 
aplicação, inspeção e manutenção do sistema de pintura. Isto pode ser facilitado, por 
exemplo, pela instalação de passarelas para vistoria, plataformas, etc. A criação de acessos 
para a manutenção em um estágio posterior pode ser difícil, e, se não incluído no projeto, o 
projetista deve indicar claramente como pode ser feito no futuro.
Todas as superfícies da estrutura que precisam ser pintadas devem ser visíveis e possíveis de 
alcançar através de métodos seguros. As pessoas envolvidas no preparo de superfície, 
pintura e inspeção devem estar aptas a se mover facilmente, e de modo seguro por todas as 
partes da estrutura, em condições de boa iluminação. As superfícies que serão tratadas 
devem ser suficientemente acessíveis para permitir ao operador espaço suficiente para o 
trabalho. A Tabela 2 e a Figura 14 tratam das dimensões mínimas recomendadas. 
Tabela 2: Distâncias típicas requeridas para ferramentas no trabalho
de proteção frente à corrosão
Acessibilidade
Operação Ãngulo de operação (a), 
graus
Comprimento da 
ferramenta (D2), 
mm
Distância entre a
 ferramenta e o 
substrato (D2), 
mm
Jateamento abrasivo
Ferramental elétrico
- Pistola de pinos
- Lixadeira elétrica
Limpeza manual
- Escovamento
- Lixa manual
Metalização
Aplicação de tinta
- spray
- pincel- rolo
800
250 a 350
100 a 150
100
100
300
200 a 300
200
200
200 a 400
0
0
0
0
150 a 200
200 a 300
0
0
60 a 90
30 a 90
–
0 a 30
0 a 30
90
90
45 a 90
10 a 90
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
28
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
29
Figura 14: Distâncias típicas requeridas para ferramentas no trabalho de proteção 
frente à corrosão.
Figura 15: Dimensões mínimas recomendadas de aberturas, para áreas de acesso 
confinado.
Substrato
D1
D1
D2
D2
a
aÂngulo formado pelo eixo da ferramenta com o substrato
Distância da ferramenta ao substrato
Comprimento da ferramenta
EnrijecedoresEnrijecedores
500
500
70
0
70
0 60
0
Abertura retangular Abertura ovalada Abertura circular
A Figura 15 trata das dimensões mínimas recomendadas para aberturas de acesso em áreas 
confinadas.
Atenção especial deve ser tomada para garantir o acesso em caixas e tanques. As aberturas 
devem ser de tamanho suficiente para garantir o acesso seguro de operadores e seus 
equipamentos, incluindo os de segurança. Em adição, aberturas de ventilação suplementares 
devem existir, em locais e de dimensões que permitam a aplicação do sistema de proteção 
escolhido.
Figura 16: Dimensões mínimas para espaços restritos entre superfícies.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
30
a
a
h
h
a
h
300
250
200
150
100
100 700 1000
50
a 
(m
m
)
h (mm)
Fig. a
a
a
a
h
1000
800
600
400
100 700500 1000
200
a 
(m
m
)
h (mm)
Fig. b
A Distância mínima permitida entre os perfis ou entre um perfil e uma superfície adjacente.
h Distância máxima que um operador pode atingir em espaços restritos (mm).
A distância mínima permitida a entre dois perfis é dado pelo gráfico de a "versus" h, até 1000 mm 
(Fig. a) acima.
A distância mínima permitida a entre o perfil e a superfície adjacente é dada pela Fig. b.
Nota 1 Se o operador deve atingir distâncias maiores do que 1000 mm, a (Fig. b) deve ser 
preferivelmente no mínimo de 800 mm.
Nota 2 Quando o projetista não puder utilizar estas recomendações, medidas especiais deverão 
ser tomadas.
Espaços estreitos entre elementos devem ser evitados tanto quanto possível. Onde não seja 
possível evitar espaços restritos, por razões estruturais ou práticas, as recomendações 
descritas na figura 16 devem ser avaliadas.
Componentes que estão sob risco de corrosão e são inacessíveis após a montagem devem 
ser feitos de um material resistente à corrosão ou possuir um sistema de revestimento 
protetor efetivo por toda a vida útil da estrutura. Alternativamente, uma sobre-espessura 
metálica pode ser considerada.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
31
Figura 17: Tratamento de Frestas.
Figura 18: Transição entre aço e concreto.
Nota 1 Estes exemplos somente ilustram os princípios.
Ruim
Ruim
Bom
Bom
Solda contínua
Fresta fechada
Fresta
Melhor
Tratamento de Frestas
Frestas estreitas e juntas sobrepostas são pontos potenciais para o ataque corrosivo, devido 
à retenção de umidade e sujeira, incluindo abrasivos utilizados no preparo da superfície. A 
corrosão potencial nesses locais pode ser evitada pela selagem. Na maior parte dos 
ambientes corrosivos, a fresta pode ser preenchida com um calço de aço que se projeta do 
perfil e é soldado em toda sua volta. Superfícies de acoplamento podem ser seladas por solda 
contínua, para evitar o armazenamento de abrasivos e penetração de umidade.
A figura 17 apresenta alguns exemplos que ilustram os princípios de tratamento de frestas, 
não devendo ser entendidos como restrição ou recomendação dos detalhes.
Atenção especial deve ser dada aos pontos de transição do concreto ao aço, particularmente 
no caso de estruturas compostas sujeitas às condições severas de corrosão (figura 18).
Precauções para Prevenir a Retenção de Água e Sujeira
Arestas
Configurações geométricas superficiais, onde a água (e materiais estranhos, como a terra 
ou areia) possa ficar acumulada devem ser evitadas. As principais precauções, neste 
caso, são as seguintes:
a) projetar superfícies inclinadas ou chanfradas;
b) eliminar seções abertas no topo, ou seu arranjo em posição inclinada;
c) eliminar “bolsas” e recessos, onde a água e a sujeira possam ficar retidas;
d) permitir a drenagem da água e de líquidos corrosivos para fora da estrutura.
A figura 19 apresenta exemplos para ilustrar algumas dessas precauções, não devendo 
ser entendidas como restrição ou recomendação dos detalhes.
Arestas arredondadas são desejáveis, de modo a permitir a aplicação de revestimentos 
protetores de modo uniforme, e obter a espessura adequada (figura 20). Revestimentos 
aplicados sobre cantos-vivos são mais susceptíveis a danos. Assim, todos os cantos-vivos 
oriundos do processo de fabricação devem ser arredondados ou chanfrados; rebarbas ao 
redor de furos e ao longo de cortes devem ser removidas.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
32
Figura 19: Posições para evitar pontos de acúmulo de água e sujeira.
Água, pó
Ruim Bom
Quebra
Imperfeições de Soldagem
Tratamento de Seções Fechadas ou Tubulares
Soldas devem ser livres de imperfeições (p.ex., asperezas, espirros, crateras, etc.) que são 
difíceis de cobrir de modo efetivo com um sistema de pintura (Figura 21).
Porcas, parafusos e arruelas
Parafusos, porcas e arruelas devem ser protegidas da corrosão com o mesmo sistema de 
proteção utilizado na estrutura, isto é, devem possuir a mesma durabilidade estimada.
Componentes tubulares abertos, quando expostos à umidade condensada, devem ser 
fornecidos com aberturas de dreno e protegidos efetivamente da corrosão.
Componentes tubulares selados devem ser impermeáveis ao ar e à umidade. Para essa 
finalidade, suas bordas devem ser seladas por meio de solda contínua, tomando-se os 
devidos cuidados para garantir que a água não fique retida.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
33
Figura 20: Evite quinas-vivas. Faça um chanfro ou arredonde as bordas.
Figura 21: Imperfeições superficiais devem ser eliminadas.
Tinta
Aço
r > 2 mm
Bom
d
Tinta
Aço
d > 1 mm
Bom
d
Tinta
Aço
Ruim
Ruim Ruim Bom
Tinta
Irregularidade
Solda "elevada"
Escória
Liso
Furos
Prevenção da Corrosão Galvânica
Furos em enrijecedores, almas ou componentes em geral devem possuir um raio mínimo de 
50 mm (Figura 22), de modo a permitir o preparo superficial adequado e aplicação do 
sistema de pintura. Quando a chapa na qual o furo será feito é considerada grossa (p.ex., > 
10 mm), a espessura da chapa circundante deve ser reduzida, para facilitar o preparo 
superficial e a aplicação da tinta.
Certos cuidados devem ser tomados quando se unem componentes metálicos menos nobres 
(isto é, mais eletronegativos) a componentes metálicos mais nobres. Atenção particular deve 
ser dada onde componentes metálicos menos nobres possuam uma pequena área superficial 
em comparação com aquela dos componentes metálicos mais nobres. Não existe objeção ao 
uso, em condições menos severas, de parafusos (e porcas e arruelas) de pequena área 
superficial feitos com aços inoxidáveis em componentes feitos com ligas menos nobres.
Se o projeto for tal que, em atmosferas agressivas, o acoplamento galvânico não possa ser 
evitado, o contato elétrico entre as superfícies deve ser desfeito, por exemplo, por meio da 
isolação elétrica (uso de dielétricos, como polímeros orgânicos), ou ainda por meio da pintura 
das superfícies de ambas as ligas. Se somente for possível pintar uma das ligas adjacentes à 
junção, a pintura deverá ser aplicada no componente mais nobre.
Alternativamente, pode ser considerada a possibilidade de se utilizar proteção catódica.
Aços estruturais, tais como o ASTM A575 Grau 50, devem utilizar parafusos do tipo ASTM 
A325 Tipo 1 (galvanizados a quente ou não). Em contrapartida,aços patináveis necessitam 
de parafusos como o ASTM A325 Tipo 3, não galvanizados. Caso não haja disponibilidade de 
tais parafusos, utilize parafusos ASTM A325 Tipo 1, “pretos”, que promoverão uma perfeita 
ancoragem da tinta de fundo.
A Tabela 3 indica os consumíveis de soldagem e os parafusos adequados à composição das 
ligações para os aços ASTM A572 e o AÇO COR (aço patinável).
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
34
Figura 22: Projeto recomendado de enrijecedor, recomendado para a proteção 
anticorrosiva.
Alma
Enrijecedor
SoldasFuro
Mesa inferior
Furo com r > 50 mm
Figura 23: Fatores a serem avaliados na escolha da proteção de estruturas (caixa 
esquerda) e informações disponibilizadas no processo de especificação do 
sistema (caixa direita).
Fatores pré-determinados
Especificação de proteção
Ambiente
circundante
da estrutura
Possibilidades de tratamento
existentes no fabricante da estrutura,
ou no local da construção/montagem
para obras in-situ
Boa
especificação
Custo, isto é, o
dinheiro disponível
para a proteção
Método
utilizado no 
preparo
superficial
Tipos de
revestimentos
a serem
utilizados
Método de
aplicação
Número de camadas de
revestimento e espessura
de cada camada
Dimensão e 
forma dos
componentes
estruturais
Expectativa
de vida da
estrutura Possibilidade de
intervenções periódicas
de manutenção
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
35
Tabela 3: Consumíveis de soldagem e parafusos recomendados para diferentes aços.
Para soldagem de múltiplos passes, pode-se utilizar eletrodos de composição química especial 
nos dois últimos filetes, que ficam, efetivamente, em contato com a atmosfera.
Para passe simples (1 cordão), pode-se utilizar eletrodos convencionais, pois haverá diluição na 
poça de fusão.
(*): AÇO COR 500, COS-AR-COR, CSN-COR, ASTM A588, etc. 
Jamais utilizar parafusos galvanizados em estruturas de aço patinável sem pintura, 
pois, o zinco (e, posteriormente, o aço do parafuso) servirá de anodo de sacrifício 
para a estrutura. 
A figura 23 traz, de forma sintética, os fatores mais importantes que devem ser pré-
determinados na especificação de um sistema de proteção, assim como as variáveis 
necessárias a uma boa especificação:
A Especificação de um Sistema de Proteção
Solda
ParafusoTipo de aço Eletrodo
revestido
MIG/MAG Arco
submerso
Eletrodo
tubular
ASTM A 572 
Gr.50
E7018
E7018W
E7018G
ER70S6
ER8018S-G
F7AOEM12K
F7AOEW
E70T-1
E71T-1
E70T-4
E71T8Ni1
E80T1W
ASTM A325
Tipo 1 
(galvanizado 
ou não)
ASTM A325
Tipo3
Aços 
patináveis 
(*)em geral
De modo geral, cada caso deve ser decidido por características próprias. Entretanto, os 
seguintes pontos podem ser de ajuda na tomada de decisões:
• Os requisitos de proteção são mínimos no interior de edificações condicionadas para o 
conforto humano. A estrutura, imersa em tal ambiente, não requer nenhum tipo de 
proteção especial;
• A durabilidade dos sistemas de pintura é em muito aumentada quando a limpeza 
superficial é feita por meio do jateamento abrasivo. A limpeza manual (ou ainda a 
motorizada) não oferece a mesma qualidade gerada pelo jateamento com partículas 
abrasivas;
• Enquanto o jateamento abrasivo com partículas esféricas ( ) é o modo mais adequado 
para a maior parte dos sistemas de pintura, o jateamento com partículas angulares ( ) é 
essencial para o processo de metalização e também para algumas pinturas de fundo, 
como o silicato de zinco.
O preparo de superfície constitui uma etapa importantíssima na execução da pintura, e está 
diretamente ligada ao seu bom desempenho. Ele é realizado com dois objetivos principais:
• Limpeza superficial: Trata-se da remoção da superfície metálica de materiais que 
possam impedir o contato direto da tinta com o aço, tais como pós, gorduras, óleos, 
combustíveis, graxas, ferrugem, carepa de laminação, resíduos de tintas, etc. O nível 
requerido de limpeza superficial variará de acordo com as restrições operacionais 
existentes, do tempo e dos métodos disponíveis para a limpeza, do tipo de superfície 
presente e do sistema de pintura escolhido, uma vez que as tintas possuem diferentes 
graus de aderência sobre as superfícies metálicas;
• Ancoragem mecânica: O aumento da rugosidade superficial proporciona um aumento 
da superfície de contato entre o metal e a tinta, contribuindo, desse modo, para o aumento 
da aderência. A rugosidade especificada está ligada à espessura da camada seca.
Vários métodos têm sido propostos para a limpeza da superfície; eles são muito bem descritos 
na Norma ISO 8501-1. Essa norma se refere, essencialmente, à aparência da superfície do aço 
antes e após a limpeza manual, manual motorizada, jateamento abrasivo, etc.
O método do jateamento é muito empregado na pintura industrial, sendo também muito 
comum nos fabricantes de estruturas metálicas. É feita através do impacto de partículas, 
geralmente abrasivas, impelidas à alta velocidade contra a superfície a ser limpa. Esta técnica 
possui duas grandes vantagens:
• Elimina todas as impurezas superficiais, permitindo o contato do revestimento com o 
substrato;
1.6 - LIMPEZA SUPERFICIAL E PROTEÇÃO
1.6.1 - O preparo da superfície: porque é necessário e como é feito
shot
grit
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
36
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
37
• Confere rugosidade à superfície, permitindo a ancoragem do revestimento.
Diversos materiais podem ser utilizados como abrasivos: areia, granalha de aço, vidro, ferro 
fundido, escórias e outros. 
A granalha de aço é o agente abrasivo normalmente utilizado em cabines de jato fechadas. 
Ela é feita de aços especiais, muito duros. O formato de suas partículas pode ser redondo 
( ) ou angular ( ). As redondas podem ser recicladas até 450 vezes e deixam um perfil 
bastante arredondado. As angulares podem ser recicladas até 350 vezes e deixam um perfil 
anguloso e irregular.
Os padrões de grau de limpeza descritos na Norma ISO 8501-1 qualificam padrões de 
jateamento usuais em nosso meio técnico:
• St 2: Limpeza manual, executada com ferramentas tais como escovas, raspadores, lixas 
e palhas de aço;
• St 3: Limpeza mecânica executada com ferramentas tais como escovas rotativas, 
pneumáticas ou elétricas;
• Sa 1: É o jato ligeiro (brush off). A superfície resultante deverá encontrar-se 
inteiramente livre de óleos, graxas e materiais como carepa, tinta e ferrugem soltas. A 
carepa e a ferrugem remanescentes poderão permanecer, desde que firmemente 
aderidas. O metal deverá ser exposto ao jato abrasivo por tempo suficiente para 
provocar a exposição do metal base em vários pontos da superfície sob a camada de 
carepa;
• Sa 2: Chamado de jato comercial. A superfície resultante do jateamento poderá 
apresentar manchas e pequenos resíduos devidos à ferrugem, carepa e tinta. Pelo 
menos 2/3 da área deverá estar isenta de resíduos visíveis, enquanto o restante será 
limitado pelas manchas e resíduos;
• Sa 2 ½: Chamado de jato ao metal quase branco. É definida como superfície livre de 
óleo, graxa, carepa, ferrugem, tinta e outros materiais, podendo apresentar pequenas 
manchas claras devidas a resíduos de ferrugem, carepa e tinta. Pelo menos 95% da área 
deverão estar isenta de resíduos visíveis, sendo o restante referente aos materiais acima 
mencionados;
• Sa 3: Conhecido como jato ao metal branco. Após a limpeza, o aço deverá exibir cor 
metálica uniforme, branco-acinzentada, sendo removidos 100% de carepas e ferrugens. 
A superfície resultante estará livre de óleos, graxas, carepa, tinta, ferrugem e de 
qualquer outro depósito.
A superfície metálica deverá ser previamente lavada com água e tensoativos neutros, 
esfregando-se com uma escova de nylon. Após a lavagem, secar a superfície naturalmente 
ou com ar comprimido limpo (isento de óleo) e seco.Esta providência é necessária, pois as 
operações de escovamento e jato não removem óleos, gorduras e sais da superfície.
shot grit
1.6.2 - Pintura: o que é e como protege
A pintura é o principal meio de proteção das estruturas metálicas.
Tintas são suspensões homogêneas de partículas sólidas (pigmentos), dispersas em um 
líquido (conhecido como veículo), em presença de componentes em menores proporções, 
chamados de aditivos.
Os pigmentos são pós, orgânicos ou inorgânicos, finamente divididos (aproximadamente 5 
mm de diâmetro). Em suspensão na tinta líquida, são aglomerados pela resina após a 
secagem, formando uma camada uniforme sobre o substrato. Os pigmentos promovem a cor, 
opacidade, coesão e inibição do processo corrosivo, e também a consistência, a dureza e 
resistência da película.
Alguns dos pigmentos comumente utilizados nas tintas de proteção ao aço carbono são os 
seguintes:
• Fosfato de zinco. É um pigmento que, em contato com água, dissolve-se 
parcialmente, liberando os ânions fosfato que passivam localmente a superfície do aço, 
formando fosfatos de ferro;
• Zinco metálico. É utilizado o zinco metálico de alta pureza disperso em resinas 
epoxídicas ou etil silicato. As tintas ricas em zinco são também chamadas de 
“galvanização a frio”. Elas conferem proteção catódica ao substrato de aço (o zinco se 
corrói, protegendo o aço processo idêntico à proteção auferida pela galvanização 
tradicional). Um risco na pintura e o zinco começará a se corroer, protegendo o aço;
• Óxido de ferro. É um pigmento vermelho que não tem nenhum mecanismo de 
proteção anticorrosiva por passivação, alcalinização ou proteção catódica. Entretanto, 
por ser sólida e maciça, a partícula atua como barreira à difusão de espécies agressivas, 
como água e oxigênio. Este pigmento é muito utilizado nas tintas de fundo, não é tóxico, 
tem bom poder de tingimento e apresenta boa cobertura;
• Alumínio e outros. O alumínio lamelar e outros pigmentos também lamelares tais 
como a mica, talco, óxido de ferro micáceo e certos caulins atuam pela formação de 
folhas microscópicas, sobrepostas, constituindo uma barreira que dificulta a difusão de 
espécies agressivas. Quanto melhor a barreira, mais durável será a tinta. A junção de 
resinas bastante impermeáveis com pigmentos lamelares oferece uma ótima barreira 
contra a penetração dos agentes agressivos.
Os solventes têm por finalidade dissolver a resina e, pela diminuição da viscosidade, facilitar 
a aplicação da tinta. Os solventes mais comuns utilizados em tintas são os líquidos orgânicos 
e a água.
Os ligantes mais comuns são as resinas e os óleos, mas também podem ser inorgânicos, 
como os silicatos solúveis. Eles têm a função de envolver as partículas de pigmento e mantê-
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
38
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
las unidas entre si e o substrato. A resina proporciona impermeabilidade, continuidade e 
flexibilidade à tinta, além de aderência entre esta e o substrato. As resinas se solidificam 
através da simples evaporação do solvente ou pela polimerização, com ou sem a intervenção 
do oxigênio do ar. Em alguns casos, a resina é frágil e não possui boa aderência. Nestes 
casos, adicionam-se os chamados plastificantes, que, não sendo voláteis, permanecem na 
película após a secagem.
As classificações mais comuns das tintas são feitas pelo tipo de resina empregada ou 
pigmento utilizado. 
As tintas de fundo, conhecidas como , são costumeiramente classificadas de acordo 
com o principal pigmento anticorrosivo participante, enquanto que as tintas intermediárias e 
de acabamento são usualmente classificadas de acordo com a resina empregada, como por 
exemplo, epoxídicas, acrílicas, alquídicas, etc.
Os tipos de tintas mais importantes para a proteção do aço carbono, tendo como 
classificação o tipo de resina, são:
• Alquídicas. Conhecidas como esmaltes sintéticos, são tintas mono componentes de 
secagem ao ar. São utilizados em interiores secos e abrigados, ou em exteriores não 
poluídos. Como as resinas utilizadas são saponificáveis, não resistem ao molhamento 
constante, a meios alcalinos ou à imersão em água;
• Epoxídicas. São tintas bi componentes de secagem ao ar. A cura se dá pela reação 
química entre os dois componentes. O componente A é, de modo geral, à base de resina 
epoxídica, e o B, o agente de cura, pode ser à base de poliamida, poliamina ou 
isocianato alifático. São mais impermeáveis e mais resistentes aos agentes químicos do 
que as alquídicas. Resistem à umidade, imersão em água doce ou salgada, lubrificantes, 
combustíveis e diversos produtos químicos. As epoxídicas à base de água têm a mesma 
resistência daquelas formuladas à base de solventes orgânicos. De modo geral, não são 
indicadas para a exposição ao intemperismo (ação do sol e da chuva), pois desbotam e 
perdem o brilho (isto é, calcinam);
• Poliuretânicas. São tintas bi componentes em que o componente A é baseado em 
resina de poliéster ou resina acrílica, e, o B, o agente de cura, é à base de isocianato 
alifático. As tintas poliuretânicas acrílicas alifáticas são bastante resistentes ao 
intemperismo. Assim, são indicadas para a pintura de acabamento em estruturas 
expostas ao tempo. São compatíveis com epoxídicos e resistem por muitos anos 
com menor perda da cor e do brilho originais;
• Acrílicas. São tintas mono componentes à base de solventes orgânicos ou de água, e, 
assim como as tintas poliuretânicas, são indicadas para a pintura de acabamento. São 
tintas bastante resistentes à ação do sol.
As tintas de fundo são aplicadas diretamente sobre a superfície metálica limpa. Sua 
finalidade é a de promover aderência do esquema ao substrato, e contém, costumeiramente, 
pigmentos inibidores de corrosão. Elas são utilizadas para a proteção dos aços estruturais e 
primers
primers
39
são classificadas de acordo com os pigmentos inibidores adicionados em sua composição. 
Como exemplos, temos as tintas de fundo à base de fosfato de zinco, de zinco metálico ou de 
alumínio. Tintas de fundo são formuladas com altos teores de pigmentos e, por isso, são 
semibrilhantes ou foscas.
Cada um destes pigmentos inibidores pode ser incorporado a certa variedade de ligantes, 
gerando, por exemplo, tintas de fundo alquídicas à base de fosfato de zinco, tintas epoxídicas 
à base de fosfato de zinco, etc.
Tintas intermediárias não possuem as mesmas propriedades das tintas de fundo 
anticorrosivas, mas auxiliam na proteção, fornecendo espessura ao sistema de pintura 
empregado (isto é, proteção por barreira). De modo geral, quanto mais espessa a camada 
seca, maior a vida útil do revestimento, assim, várias demãos poderão ser aplicadas, até que 
se atinja a espessura adequada.
Tintas intermediárias e de acabamento são, normalmente, classificadas de acordo com seus 
ligantes, como, por exemplo, as epoxídicas, vinílicas, poliuretânicas, etc.
As tintas de acabamento têm a função de proteger o sistema frente ao meio ambiente e 
também dar a cor e brilho adequados. Elas devem ser resistentes ao intemperismo, a 
agentes químicos e ter cores estáveis. De modo geral, são tintas brilhantes com boa 
resistência à perda de cor e brilho.
As várias camadas de pintura devem, naturalmente, ser compatíveis entre si. Eles podem 
pertencer à mesma família ou podem ser muito diferentes. Uma precaução que sempre deve 
ser adotada é a de todas as tintas do sistema devem preferencialmente pertencer ao mesmo 
fabricante. Isso minimizará a possibilidade de ocorrência futura de defeitos tais como a 
delaminação (descolamento).
Os aditivos melhoram certas propriedades específicas das tintas. Existem aditivos antinata, 
secantes, plastificantes, antimofo, anti-sedimentantes, nivelantes, tixotrópicos, etc.
Um mesmo aço, pintado com tipos diferentes de tintas, pode apresentar comportamento 
muito diferenciado quando expostoao mesmo meio agressivo.
Esta diferença pode ser explicada admitindo-se que as tintas empregadas tenham diferentes 
mecanismos de ação contra a corrosão. Estes mecanismos, de maneira geral, são 
classificados em:
• Proteção por barreira: A tinta deve ser a mais impermeável possível e aplicada em 
espessuras elevadas. Tintas de alta espessura, chamadas de HB ( ) tem como 
vantagem a economia de mão-de-obra para a aplicação. Além das tintas de alta 
espessura, as que oferecem melhor proteção por barreira são as betuminosas e as de 
alumínio. O inconveniente da proteção por barreira é que, se houver um dano à película, 
a corrosão se alastrará sob esta por aeração diferencial. Assim, é sempre recomendável 
que se utilizem tintas de fundo com mecanismos de proteção catódica ou anódica;
high build
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
40
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
41
• Proteção anódica: A proteção das regiões anódicas é proporcionada pelos pigmentos 
anticorrosivos, todos de caráter oxidante. A proteção pode ser dada através da 
dissolução do pigmento ou por ação oxidante;
• Proteção catódica: A proteção é dada através da formação de pares galvânicos entre 
o aço carbono e partículas de zinco em pó (são as chamadas tintas ricas em zinco). 
Nestas, o zinco se corrói, protegendo o substrato de aço carbono. O teor mínimo 
recomendável de zinco na película seca é de 85%, pois o contato elétrico é fundamental 
à manutenção da proteção. 
Na elaboração de um sistema de pintura, todos as variáveis devem ser consideradas, tais 
como o ambiente, substrato, preparação de superfície, tintas, seqüência de aplicação, 
número de demãos, espessuras, tipos de aplicação e a que condições de trabalho estará 
submetida a superfície. Quanto melhor o preparo de superfície e maior a espessura, mais 
duradoura será a proteção que o sistema oferecerá ao aço. O bom preparo de superfície 
custa mais, porém a pintura durará mais.
A Figura 24 traz sugestões de preparo de superfície e sistemas de pinturas adequados à 
proteção do aço em diversos ambientes. As orientações aqui apresentadas são genéricas, 
cabendo ao profissional uma consulta prévia e detalhada com os fabricantes de tintas e 
aplicadores.
A escolha é baseada no grau de agressividade da atmosfera aliado ao tipo de exposição que 
as estruturas estarão submetidas, isto é, estruturas abrigadas (interiores) ou expostas 
(exteriores). Informações suplementares podem ser encontradas no folder de pintura da 
Perfis Estrutrais Gerdau ( ).
Algumas observações importantes devem ser consideradas antes mesmo da definição do 
sistema:
• Os componentes pintados devem ser estocados corretamente. Não deixe os 
componentes diretamente sobre o solo; separe-os por pedaços de madeira, permitindo 
a circulação do ar. Cubra-os, se necessário;
• Componentes galvanizados que apresentem “corrosão branca”, provocada, 
normalmente, pela estocagem incorreta, devem ser limpos com escova de aço e lavados 
com água antes da pintura. Parafusos galvanizados devem ser utilizados 
preferencialmente em estruturas galvanizadas.
http://www.gerdau.com.br
Verifique se a aplicação de proteção contra fogo é requerida. Em caso afirmativo,
peça ajuda ao fabricante ou aplicador do sistema de proteção frente ao fogo.
for o caso, uma única proteção poderá atender aos dois requerimentos.
1.6.3 - Galvanização a quente na proteção de estruturas
Galvanização a fogo (por vezes chamada de galvanização a quente) é um processo de 
aplicação de revestimentos de zinco a componentes de aço ou ferro fundido através da 
imersão do componente em um banho de zinco fundido. A simplicidade do processo de 
galvanização a fogo é uma vantagem sobre outros métodos de proteção contra corrosão.
As principais vantagens da galvanização a fogo são apresentadas abaixo:
Custo inicial inferior. A galvanização a fogo, de modo geral, possui custos muito 
competitivos quando comparados a outras formas de proteção especificadas na proteção do 
aço. O custo de aplicação de revestimentos que requerem mão de obra intensiva, como a 
pintura, tem crescido mais do que os custos de aplicação (em fábrica) da galvanização a fogo.
Pequena manutenção/custo menor a longo prazo. Mesmo nos casos onde o custo 
inicial da galvanização a fogo é maior do que revestimentos alternativos, a galvanização 
apresenta menores custos de manutenção ao longo da vida útil do componente/estrutura. A 
manutenção é ainda mais cara quando as estruturas estão localizadas em áreas remotas. 
Vida longa. A expectativa de vida de revestimentos galvanizados aplicados sobre 
componentes estruturais excede os 40 anos na maior parte dos ambientes rurais, e se situa 
entre 10 a 30 anos na maior parte dos ambientes agressivos, urbanos e costeiros. 
Preparo superficial. A imersão em ácido, como pré-tratamento, garante a limpeza 
uniforme das superfícies de aço. Em contraste, revestimentos orgânicos tradicionais devem 
ser aplicados sobre superfícies limpas com jato abrasivo (em geral, em grau Sa 2 ½, ou 
superior) e inspecionadas. Adicionalmente, a aplicação de revestimentos orgânicos é limitada 
em termos das condições ambientais e umidade relativa na época da aplicação. Isto adiciona 
custo na aplicação de um sistema de pintura robusto.
Adesão. O revestimento obtido através da galvanização a fogo está ligado metalurgicamente 
ao substrato de aço.
Contaminação ambiental. O revestimento não é tóxico e não contém substâncias voláteis.
Velocidade na aplicação do revestimento. Um revestimento protetor é aplicado em 
minutos. Um sistema de pintura tradicional pode levar vários dias. A aplicação do 
revestimento galvanizado não depende das condições do tempo.
Proteção uniforme. Todas as superfícies de um componente galvanizado a fogo são 
protegidas tanto internamente quanto externamente, incluindo rebaixos, cantos-vivos e 
áreas inacessíveis à aplicação de outros métodos de revestimento. A Figura 2 ilustra este 
conceito.
Proteção de sacrifício em áreas danificadas. Como dito anteriormente, o revestimento 
de sacrifício fornece proteção catódica às pequenas áreas de aço expostas à atmosfera, 
como poros e riscos. Diferentemente dos revestimentos orgânicos, pequenas áreas 
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
42
43
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
danificadas não necessitam de retoques; a corrosão sob o revestimento não é possível 
quando se utilizam revestimentos de sacrifício.
A técnica, entretanto, também possui algumas desvantagens. As principais podem ser 
descritas como:
A galvanização a fogo não pode ser feita no canteiro de obras. O processo só pode 
ser feito em uma unidade industrial, a galvanizadora.
A coloração do zinco somente pode ser alterada através da pintura.
As dimensões dos componentes ou estrutura a galvanizar são limitadas pelas 
dimensões da cuba de zinco líquido.
A alta temperatura do banho pode causar distorções em certos componentes. 
Existe o risco de que, painéis grandes e planos, não enrijecidos, possam sofrer distorções, 
assim como o empenamento de perfis I, H ou U, de grandes dimensões e pequena espessura 
de alma/mesas. Um bom projeto aliado à boa prática de galvanização previne as distorções.
A soldagem de componentes de aço galvanizados a fogo pode demandar 
procedimentos diferentes daqueles demandados pelos aços não revestidos. A 
soldagem de componentes galvanizados resultará na perda, em algum nível, de parte da 
camada de revestimento. A camada é volatilizada durante o processo. Torna-se necessário, 
assim, o recondicionamento do revestimento ao longo do cordão de solda e áreas 
adjacentes, através da metalização, da utilização de tintas ricas em zinco ou outro método.
É importante ressaltar que existem situações em que a pintura é a forma mais econômica de 
proteção e situações em que a galvanização deve ser o caminho escolhido. Não tenha idéias 
pré-concebidas a respeito de um ououtro sistema. Não se deve esquecer que o zinco pode 
ser pintado, com vantagens. O tempo total de proteção quando se usa galvanização mais 
pintura, é sempre maior que a soma dos tempos obtidos pelos dois sistemas usados 
individualmente – há sinergia.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
44
Figura 24: Sistemas de pintura recomendados para ambientes de diferente 
agressividade. As espessuras das camadas de tinta prescritas nas tabelas 
são valores nominais de base seca (1mm = 0,001mm).
Notas relativas ao emprego da Figura 28: <1>-Uma edificação pode conter ambientes de diferentes agressividades; <2>-A durabilidade do 
revestimento galvanizado e pintado refere-se somente à pintura.
Exemplos de ambiente típicos
Exterior
–
Interior
Edificações aquecidas com 
atmosferas limpas
(escritório, lojas, escolas, hotéis, etc.)
Áreas costeiras e offshore com
 alta salinidade.
Áreas industriais com alta umidade
e atmosfera agressiva.
Áreas industriais e costeiras com
salinidade moderada.
Atmosferas urbanas e industriais com 
poluição moderada por dióxido de enxofre. 
Áreas costeiras de baixa salinidade. 
Atmosferas com baixo nível de poluição. 
A maior parte das áreas rurais.
Edificações ou áreas com condensação
quase que permanente e com 
alta poluição.
Edificações ou áreas com condensação
quase que permanente e com 
alta poluição.
Indústrias químicas, piscinas, etc.
Ambiente industriais com alta umidade
e alguma poluição atmosférica
(lavanderias, cervejarias, laticínios, etc.)
Edificações sem aquecimento, onde a 
condensação é possível (armazéns,
ginásios, cobertos, etc.)
Agressividade do
ambiente
(ISO 12944 Part 2)
Perda de espessura, 
mm (após um ano)
Aço carbono Zinco
C1
muito baixa
C2
baixa
C3
média
C4
alta
C5-1
muito alta industrial
C5-M
muito alta marinha
1,3
>50 a 200
>50 a 200
>50 a 80
>25 a 50
>1,3 a 25
0,1
>4,2 a 8,4
>4,2 a 8,4
>2,1 a 4,2
>0,7 a 2,1
>0,1 a 0,7
Consulte o
 de pintura da
 Gerdau
folder
Consulte um
especialista
Galvanização a
quente 85mm
Primer epóxi-
isocianato/75mm
Epoxidica/100mm Poliuretânica/75mm 200 10
Agressividade do
ambiente
Durabilidade
estimada, anos
Espessura
total seca mm
Tinta de 
acabamento
Tinta 
intermediáriaTinta de fundo
Preparo superficial
mínimo
Sistema de pintura
aplicado no
C4
alta
Poliuretânica/75mmEpoxi-Zn/75mm Epoxi MIO/2x100mm 350 20Sa 2 1/2Fabricante
Fabricante
Agressividade do
ambiente
Durabilidade
estimada, anos
Espessura
total seca mm
Tinta de 
acabamento
Tinta 
intermediáriaTinta de fundo
Preparo superficial
mínimo (ISO 85010)
Sistema de pintura
aplicado no
C1
muito baixa
C2
baixa
C3
média
C4
alta
C5
muito alta industrial
C6
muito alta marinha
Fabricante Sa 2 1/2
Alquidica/50mm Alquidica/50mm
Alquidica/50mm
Poliuretano acrílico
alifático/1x50mm
Poliuretano acrílico
alifático/1x50mm
Poliuretano acrílico
alifático/1x50mm
Poliuretano acrílico
alifático/1x50mm
100
125
175
200
300
300
Epox tolerante à
Superfície/75mm
Epoxdica/125mm
Epoxdica/175mm
Epox tolerante à
Superfície/125mm
Epoxdica/150mm
Epox rico em 
Zinco/75mm
Epoxdica/125mm
Sa 2 1/2
Sa 2 1/2
Sa 2 1/2
Sa 2 1/2
Sa 2 1/2
S1 2
S1 2
Fabricante
Canteiro
Canteiro
Fabricante
Fabricante
Fabricante
Fabricante
–
–
–
–
5 - 15
5 - 15
5 - 15
5 - 15
5 - 15
5 - 15
5 - 15
5 - 15
"Estruturas externas"
"Coberturas de piscinas"
Consulte o de pintura, na íntegra, no website da Gerdau:
http://www.gerdau.com.br
folder
ESTRUTURAS EM
SITUAÇÃO DE INCÊNDIO
2
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
47
2.1 - ESTRUTURAS EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO - INTRODUÇÃO
Os objetivos fundamentais da segurança contra incêndio são: <1> minimizar o risco à vida, 
e, <2> reduzir a perda patrimonial. Entende-se como risco à vida, a exposição severa dos 
usuários da edificação à fumaça ou ao calor e, em menor nível, ao desabamento de 
elementos construtivos sobre os usuários ou equipe de combate. A principal causa de óbitos, 
em incêndio, é a exposição à fumaça tóxica ou asfixiante que ocorre nos primeiros momentos 
do sinistro. Assim, a segurança à vida depende prioritariamente da rápida desocupação do 
ambiente. 
Edifícios de pequeno porte, de fácil desocupação, exigem menos dispositivos de segurança e 
a verificação da estrutura em situação de incêndio pode ser dispensada. Edifícios de maior 
porte, em que há dificuldade de se avaliar o tempo para desocupação e que um eventual 
desabamento pode afetar a vizinhança ou a equipe de combate, exigem maior segurança e 
verificação das estruturas em incêndio.
Todos os materiais estruturais de uso comum, tais como concreto, aço, madeira ou alumínio 
apresentam profundas alterações em suas propriedades quando sujeitos às altas 
temperaturas, como as que ocorrem em um incêndio (figuras 25 a 28). Assim, para que se 
possa atingir os objetivos fundamentais da segurança contra incêndio, mencionados 
anteriormente, torna-se fundamental a avaliação da resistência das estruturas sob ação das 
altas temperaturas. As edificações devem possuir uma resistência ao fogo que permita a 
desocupação dos ocupantes e a segurança dos bombeiros durante um período de tempo 
considerado adequado.
0 200 400 600 800 1000 1200
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
TEMPERATURA, °C
R
ES
IS
TÊ
N
C
IA
 R
EL
A
TI
V
A
AÇO
CONCRETO
ALUMÍNIO
Figura 25: Todos os materiais estruturais perdem resistência e rigidez quando 
aquecidos.
0 200 400 600 800 1000 1200
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
TEMPERATURA, °C
R
ES
IS
TÊ
N
C
IA
 R
EL
A
TI
V
A
AÇO
CONCRETO
ALUMÍNIO
Quando um incêndio é deflagrado em uma edificação, a sua ação se faz sentir nos elementos 
estruturais em maior ou menor intensidade, dependendo de onde o fogo se concentra. Toda 
a estrutura do edifício encontra-se sob a ação do peso próprio e sobrecargas, de forma que, 
no início do incêndio, a mesma está submetida a certo estado inicial de tensões e, portanto, a 
um determinado estado de deformações. A este estado inicial de tensões vem sobrepor-se 
um novo estado de tensões, resultante do aquecimento diferencial a que os elementos 
estruturais ficam submetidos. 
De fato, os vários elementos constituintes da estrutura de um edifício encontram-se mais ou 
menos rigidamente interligados e, quando alguns deles são mais aquecidos do que outros, as 
respectivas dilatações térmicas são restringidas, dando origem a um novo estado de tensões, 
variável no tempo, à medida que o incêndio se desenvolve. 
A sobreposição, deste estado de tensões com o estado de tensões inicial, dá origem a um 
estado de deformações, que é também variável no tempo. Somando-se a tudo isto, temos a 
degradação (térmica) das propriedades mecânicas dos materiais que constituem os 
elementos estruturais. Significa dizer, por exemplo, que um elemento sujeito a um estado de 
tensões que permaneça constante, poderá ter sua capacidade resistente esgotada ao fim de 
certo período de tempo. A ação do incêndio não se faz sentir unicamente nos elementos 
diretamente sob a ação do fogo. Em certas situações, elementos relativamente afastados do 
compartimento de incêndio poderão ser os primeiros a entrar em colapso, em virtude do 
estado de tensões que as deformações de origem térmica da zona diretamente aquecida 
impõem ao resto da estrutura.
As medidas de segurança e proteção contra incêndio podem se classificar em ativas e 
passivas. As medidas ativas prevêem a existência de meios adequados ao salvamento das 
2.1.1 - Segurança e Proteção
Figura 26 – Efeito do incêndio 
em elemento isolado deaço.
Figura 27 – Lascamento 
explosivo (spalling) em pilar 
de concreto.
Figura 28 - Carbonização de 
pilar de madeira.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
48
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
49
pessoas, começando pelo próprio projeto arquitetônico (corredores e escadas amplas, zonas 
limpas de gases tóxicos, etc.). Estas medidas também visam reduzir a probabilidade de 
ocorrência de incêndios severos, através da atuação em suas causas acidentais e da 
detecção de focos e limitações das possibilidades de propagação.
As medidas de proteção passivas visam reduzir a probabilidade de colapso estrutural sempre 
que ocorra um incêndio severo. Essa probabilidade depende da resistência de um elemento 
de construção à ação do fogo por determinado período de tempo, mantendo sua segurança 
estrutural (estabilidade, estanqueidade e isolamento). A figura 29 ilustra o conceito.
Resistência ao fogo é usualmente expressa em termos de atendimento aos ensaios descritos 
pela NBR 5628. Ele é uma medida do tempo transcorrido antes que um elemento construtivo 
exceda limites especificados para a capacidade de suportar cargas (estabilidade), isolamento 
e estanqueidade. As características do relacionamento tempo-temperatura para o ensaio (o 
chamado incêndio-padrão) é ilustrado na figura 30(a). 
Como visto, todos os materiais perdem resistência e rigidez quando aquecidos. A resistência 
mecânica dos aços estruturais tem sido muito bem estudada; é fato conhecido que, à 
temperatura de 550ºC, o aço estrutural reterá 60% da resistência apresentada à 
temperatura ambiente (figura 30(b)). Isto é um ponto importante. Antes da introdução do 
conceito dos estados limites, quando o conceito de tensões admissíveis era utilizado como 
base para o projeto, a máxima tensão permitida para um componente era cerca de 60% de 
sua resistência à temperatura ambiente. Isto levou ao conceito de que 550ºC seria a máxima 
temperatura (ou “temperatura crítica”) que uma estrutura de aço, sem proteção, poderia 
resistir antes do colapso.
2.2 - RESISTÊNCIA DOS COMPONENTES DE AÇO AO FOGO 
isolamento
estabilidade
estanqueidade
Figura 29: Propriedades de resistência ao fogo de elementos estruturais e de 
compartimentação.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
50
Pesquisas internacionais recentes tem mostrado, entretanto, que a temperatura limite 
(“temperatura crítica”) de um componente estrutural não é um valor fixado em 550°C, mas 
varia de acordo com o perfil de temperaturas ao longo do componente (isto é, seu gradiente 
térmico), com seu fator de massividade e com a carga aplicada.
Estruturas de aço são altamente resistentes ao fogo. Uma série de artigos técnicos tem 
demonstrado esse fato. Entretanto, um dos pontos mais importantes nos projetos de 
construção civil é reduzir o risco de incêndio e, caso estes ocorram, aumentar o tempo de 
início de deformação da estrutura, conferindo, assim, maior segurança a estas construções. 
Esta é a razão do estabelecimento, em muitos países, de exigências mínimas de resistência 
ao fogo para os componentes estruturais. Estas normas de “segurança contra incêndio”, em 
geral, levam em consideração uma temperatura crítica na qual o aço perde uma proporção 
significativa de sua resistência mecânica ou atinge um estado limite de deformações ou de 
tensões, ou seja, uma temperatura que represente uma condição de falha, que pode 
representar o colapso da estrutura. 
Usualmente, refere-se também a um tempo de resistência ao fogo, ou seja, ao tempo para 
que a temperatura crítica, ou condição de falha, seja alcançada.
A Norma Brasileira NBR 14432 estabelece as condições a serem atendidas pelos elementos 
estruturais (aço, concreto, madeira, etc.) e de compartimentação que integram os edifícios 
para que, em situação de incêndio, seja evitado o colapso estrutural. Ela se aplica a 
elementos estruturais de concreto, aço, madeira, etc.
As exigências desta norma são dadas em temos de “Tempos Requeridos de Resistência ao 
Fogo”, também conhecidos como “TRRF”. O TRRF é definido na própria norma como sendo o 
“tempo mínimo de resistência ao fogo de um elemento construtivo quando sujeito a um 
ensaio padronizado”; este ensaio padronizado é conhecido como incêndio-padrão.
2.3 - AS NORMAS BRASILEIRAS
Figura 30: (a) Curva de aquecimento do forno segundo o “incêndio-padrão”, descrito 
pela NBR 5628, e, (b) Decréscimo da resistência do aço estrutural em função 
da temperatura.
(a) (b)
NBR 5628:1980 Propriedades do aço em altas temperaturas
Te
m
pe
ra
tu
ra
, °
C
Temperatura, °CTempo minutos
Ra
zã
o 
de
 r
ei
st
ên
ci
as
 (
ve
rs
us
 2
5°
C)
0
200
200
600
800
1000
1200
0 20 40 60 80 100 120 0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0.0
0.2
0.2
0.6
0.8
1.0
A Norma fornece uma Tabela, resumida abaixo (a figura 31), com recomendações 
consagradas, fruto do consenso da sociedade, de TRRF exigidos para cada componente 
estrutural e de compartimentação que integram a edificação. 
Para se ter uma noção da severidade da exigência, um TRRF de 30 minutos equivale a dizer 
que a estrutura deve permanecer estável por trinta minutos enquanto a atmosfera ao seu 
redor está a aproximadamente a 820°C (1 hora significa 930°C e 2 horas 1030°C). Quanto 
maior a resistência requerida, maior a temperatura que a estrutura deve resistir sem que 
ocorra o colapso.
À medida que o risco à vida humana é considerado maior, devido à ocupação, altura do 
edifício, etc., a exigência torna-se mais rigorosa e maior será o TRRF.
A Norma aceita, como alternativa, o uso de qualquer método cientificamente confirmado ou 
normatizado, como o Método do Tempo Equivalente, a Análise de Risco como a proposta por 
Gretener ou ainda métodos avançados de engenharia, chamados em conjunto de 
“engenharia de segurança contra incêndio”.
Os aspectos mais importantes da NBR 14432:2000 são os seguintes:
• Os períodos de resistência ao fogo são baseados na altura da edificação e na sua 
ocupação. Altura da edificação é definida como a distância compreendida entre o ponto 
que caracteriza a saída situada no nível de descarga do prédio e o piso do último 
pavimento, excetuando-se zeladorias, barrilete, casa de máquinas, piso técnico e pisos 
sem permanência humana (figura 32);
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
51
Figura 31: Resumo dos Tempos Requeridos de Resistência ao Fogo, como prescrito 
pela NBR 14432.
JAN 2000 NBR 14432
Exigências de resistência ao fogo
de elementos construtivos de
edificações - Procedimento
Origem: Projeto 24:301.06-002:1999
ABNT/CB-24 - Comitê Brasileiro de Segurança contra Incêndio
CE-24:301.06 - Comissão de Estudo de Segurança das Estruturas em
Situação de Incêndio
NBR 14432 - Fire-resistance requirements for building construction
elements - Procedure
Descriptors: Fire. Building. Safety. Structure
Válida a partir de 29.02.2000
Palavras-chave: Incêndio. Segurança. Edificação.
Estrutura 14 páginas
Sumário
1 Objetivo
2 Referências normativas
3 Definições
4 Símbolos
5 Métodos para atendimento das exigências de resistência ao fogo
6 Elementos estruturais livres da ação do incêndio
7 Critérios de resistência ao fogo
8 Tempos requeridos de resistência ao fogo (TRRF)
9 Ocupação mista
10 Elementos estruturais de cobertura
ANEXOS
A Tempos requeridos de resistência ao fogo (TRRF)
B Classificação das edificações quanto à sua ocupação
C Cargas de incêndio específicas
D Condições construtivas para edificações das divisões G-1 e G-2 estruturadas em aço
Prefácio
A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo
conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ONS),
são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo
parte: produtores,consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).
Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ONS, circulam para Consulta Pública entre os
associados da ABNT e demais interessados.
Esta Norma contém os anexos A, B, C e D, de caráter normativo.
1 Objetivo
1.1 Esta Norma estabelece as condições a serem atendidas pelos elementos estruturais e de compartimentação que inte-
gram os edifícios para que, em situação de incêndio, seja evitado o colapso estrutural. Para os elementos de compar-
timentação, devem ser atendidos requisitos de estanqueidade e isolamento por um tempo suficiente para possibilitar:
a) fuga dos ocupantes da edificação em condições de segurança;
b) segurança das operações de combate ao incêndio;
c) minimização de danos a edificações adjacentes e à infra-estrutura pública.
Sede:
Rio de Janeiro
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ABNT - Associação
Brasileira de
Normas Técnicas
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Normas Técnicas
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Impresso no Brasil
Todos os direitos reservados
NBR 14432:2000 "Exigências de resistência ao fogo de elementos 
construtivos de edificações - Procedimento"
Depósitos
(baixo risco)
Indústrias
(q < 1200MJ/m²)n
Garagem não 
aberta
lateralmente
Garagem aberta
lateralmente
Escolas
Escritórios
Comercial
varejista
Hotéis
Residências
N° aproximado
de andares
NBR 14432:2000
Altura de edificação - metros
Tempo Requerido de Resistência ao Fogo, em minutos
 £ 6 6 < h £ 12 12 < h £ 23 23 < h £ 30 h > 30
2
30
30
60 (30)
30
30
30
30
30
30
30
60 (30)
60 (30)
60 (30)
30
30
60 (30)
30
30
60
60
60
60
60
60
60
60
60
90
90
90
90
90
90
90
90
90
120
120
120
120
120
60
120
120
60
2 a 4 4 a 8 8 a 11 11+
• Os tempos entre parênteses existentes na tabela de Tempos Requeridos de Resistência ao 
Fogo (TRRF), parcialmente reproduzidos na figura 31, podem ser utilizados em 
edificações nas quais cada pavimento acima do solo tenha área menor ou igual a 750m²;
• O maior TRRF é de 120 minutos;
• Estão isentas dos requisitos de resistência ao fogo certa variedade de edificações, 
descritas na figura 33. É importante recorrer à norma original, para que se possam 
compreender detalhes construtivos adicionais, necessários à obtenção da isenção.
Apesar de a NBR 14432 ser válida para todo o Brasil, é importante verificar a existência de 
algum regulamento local específico.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
52
Figura 32: Definição de altura da edificação, como definido na NBR 14432:2000.
Figura 33: Edificações isentas de verificação, segundo a NBR 14432.
Altura:
distância
entre o nível
de descarga
e o piso do 
último
pavimento.
Garagem sem acesso público e sem 
abastecimento (garagem automáticas), 
garagens com acesso de público e sem 
abastecimento, com altura menor ou igual a 
30 m, abertas lateralmente, e que atenda às 
condições construtivas do Anexo D da Norma 
(vigas principais e secundárias devem ser 
construídas como vigas mistas, utilizando-se 
conectores de cisalhamento etc.).
Edificações térreas. Galpões industriais 
com carga específica de incêndio menor 
ou igual a 1.200 MJ/m² e depósitos com 
carga específica de incêndio menor ou 
igual a 2.000 MJ/m². Estas edificações 
estarão isentas, para qualquer carga 
específica de incêndio, desde que 
providas de chuveiros automáticos ou se 
tiveram área total menor ou igual a 
5.000 m², com pelo menos duas 
fachadas de aproximação que perfaçam, 
no mínimo, 50% do perímetro.
Centros esportivos (estádios, ginásios, 
piscinas com arquibancadas, arenas), 
estações e terminais de passageiros 
(estações rodoferroviárias, aeroportos, 
estações de transbordo) e construções 
provisórias (circos assemelhados) com 
altura menor ou igual a 23 m, exceto as 
regiões de ocupação distinta.
Edificações com até dois 
pavimentos com área menor 
ou igual a 1.500m² e que 
possuem carga específica de 
incêndio menor ou igual a 
1.000 MJ/m².
Edificações 
cuja área seja 
menor ou igual 
a 750m²
2.4 - MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
2.4.1 - O Aço Parcialmente Protegido
Ensaios realizados por todo o mundo têm mostrado que os componentes estruturais que não 
estão totalmente expostos ao fogo podem exibir um nível substancial de resistência ao fogo, 
sem o emprego de materiais de proteção antitérmica “tradicionais”. Vários métodos têm sido 
desenvolvidos, utilizando este efeito, que permitem atingir tempos de resistência ao fogo de 
30 e 60 minutos. Quando tempos maiores de resistência ao fogo forem requeridos, uma 
redução da espessura do material de proteção antitérmica “tradicional” ainda pode ser 
aplicada ao aço, pois o perímetro aquecido torna-se menor do que aquele observado no caso 
de exposição completa. Assim, a utilização de componentes parcialmente protegidos pode 
propiciar grande economia.
Existem, basicamente, três modos de aplicação deste princípio:
• Pilares preenchidos com blocos (figura 34). Pode-se atingir 30 minutos de resistência ao 
fogo através do uso de blocos de concreto celular autoclavado cimentados entre as 
mesas de perfis laminados. Períodos maiores de resistência ao fogo podem ser obtidos 
pela proteção das mesas expostas com materiais de proteção antitérmica “tradicionais”;
• Pilares preenchidos com concreto (figura 35). Pode-se atingir 60 minutos de resistência 
ao fogo quando concreto moldado “in loco” é utilizado para o preenchimento do volume 
existente entre as mesas do pilar. Utiliza-se, neste caso, para a fixação, conectores de 
cisalhamento conectados à alma do perfil. A capacidade de carregamento do concreto é 
ignorada no projeto do pilar, mas, em situação de incêndio, conforme o aço vai 
perdendo resistência em altas temperaturas, a carga vai sendo continuamente 
transferida das mesas do perfil para o concreto, de modo progressivo. Esta medida 
fornece estabilidade do componente por até 60 minutos. A região da conexão, no topo 
do pilar, é protegida como no restante do componente;
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
53
Figura 34: Pilar protegido com concreto celular autoclavado.
• Vigas utilizando cantoneiras presas à alma (figura 36). Vigas contendo cantoneiras 
soldadas ou parafusadas na alma, suportando a laje de piso, podem suportar até 60 
minutos de fogo. Esta geometria protege a parte superior da viga do incêndio, enquanto 
que a parte inferior continua exposta. A resistência ao fogo aumenta conforme as 
cantoneiras são movidas para regiões inferiores da mesa, atingindo, assim, os 60 
minutos de resistência ao fogo. 
A resistência ao fogo de certo componente é expressa em unidades de tempo. Desse modo, 
um dos fatores que contribuem à resistência ao fogo é a velocidade com que um componente 
é aquecido. Esta velocidade governa o tempo que se leva para atingir a temperatura de 
colapso (ou temperatura crítica) do componente. A velocidade de aquecimento varia de 
acordo com as dimensões da seção.
Uma seção robusta será aquecida mais lentamente do que uma seção esbelta. Há certa 
inércia no aquecimento de elementos mais “pesados” do que no aquecimento de elementos 
mais “leves”. Este efeito de massividade é quantificado pelo conceito de “Fator de 
Massividade”:
Fator de Massividade, (m-1) = [perímetro exposto ao fogo, m]/[área da seção transversal, 
m²]
A figura 37 ilustra o conceito de “Fator de Massividade”.
2.4.2 - Aplicação de materiais de Proteção Antitérmica “Tradicionais” 
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
54
Figura 35: Pilar protegido com concreto 
moldado in loco.
Figura 36: Vigas utilizando cantoneiras 
presas à alma.
Um exemplodeste conceito é ilustrado na Figura 38, que mostra a velocidade de 
aquecimento para três perfis metálicos não protegidos, quando submetidos ao ensaio 
denominado “incêndio padrão”. Como seções mais robustas (baixo “Fator de Massividade”) 
se aquecem mais lentamente do que seções mais esbeltas (alto “Fator de Massividade”), uma 
seção mais robusta necessitará de menos materiais de proteção antitérmica ( “proteção 
passiva”) do que uma seção esbelta, para atingir a mesma resistência ao fogo.
~~
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
55
Figura 37: O conceito de “Fator de Massividade”
Figura 38: Curvas de velocidade de aquecimento de três diferentes perfis 
estruturais não protegidos, durante o ensaio do incêndio-padrão.
Alto fator de
massividade
=
aquecimento
rápido
Baixo fator de
massividade
=
aquecimento
lento
Incêndio-padrão
 -161 m
 -1110 m
 -1264 m
Te
m
pe
ra
tu
ra
, °
C
Tempo, minutos
0
0 20 40 60 80 100 120
200
400
600
800
1000
1200
Curva de aquecimento do forno
-1Fator de massividade = 264 m
-1Fator de massividade = 110 m
-1Fator de massividade = 61 m
2.4.3 - Perfis Laminados I e H
Quando materiais de proteção antitérmica ( proteção passiva) são necessários para o 
atendimento da resistência ao fogo exigido pela norma, a espessura a ser aplicada pode ser 
determinada a partir dos dados publicados pelos fabricantes de materiais de proteção 
antitérmica. Muitos destes dados podem ser encontrados na internet. Como exemplo, 
citamos uma publicação inglesa, conhecida como “Yellow Book”. Ela é publicada pela 
Association of Specialist Fire Protection (ASFP) e The Steel Construction Institute (SCI), e traz 
informações (as “cartas de cobertura”) de um grande número de materiais utilizados na 
Inglaterra. Como vários dos produtos lá descritos são importados e por aqui comercializados 
(ou mesmo aqui fabricados, sob licença), as informações disponíveis podem ser de utilidade.
As recomendações dos fabricantes de materiais de proteção antitérmica relacionam a 
espessura da proteção ao Fator de Massividade de dado componente, para um Tempo 
Requerido de Resistência ao Fogo. De modo geral, as recomendações são derivadas das 
normas NBR 5628, BS 476 ou ASTM E 119. O conceito por trás da proteção é o de restringir a 
temperatura dos componentes de aço submetidos a incêndio a 550°C - ou outra temperatura 
especificada. Assim, quando houver dados disponíveis de fabricantes para outras 
temperaturas, eles poderão ser utilizados, trazendo possivelmente alguma economia com 
materiais de proteção.
Valores típicos de Fator de Massividade, para perfis estruturais I e H utilizados na construção 
-1civil, estão situados na faixa de 20 a 325 m . Os perfis Gerdau Açominas possuem Fatores de 
-1Massividade que variam entre 400 m (W250x13,0, utilizado como pilar, onde os quatro lados 
-1são expostos ao fogo, tendo como proteção térmica um material projetado) e 70 m 
(W610x174,0, utilizado como viga, com três lados expostos ao fogo, tendo como proteção 
térmica uma caixa).
A figura 39 ilustra as quatro configurações de proteção para um perfil W250x32,7. Para se 
determinar a espessura de, p.ex., um material projetado, para uma condição de uso do 
W250x32,7 como viga (três lados expostos), e para uma hora de resistência ao fogo, 
-1devemos primeiramente definir o Fator de Massividade – no caso, 220m . Em seguida, 
devemos buscar as cartas de cobertura das argamassas projetadas disponíveis no Brasil. 
Como exemplo, a Tabela 4 mostra uma das cartas de cobertura destes materiais. Ela foi 
retirada do “Yellow Book” inglês.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
56
A observação da Tabela 4 mostra que, para um perfil W250x32,7, utilizado como viga (isto é, 
três lados expostos), para um Tempo Requerido de Resistência ao Fogo de uma hora, 
deveremos aplicar a argamassa projetada na espessura seca de 16 mm. O mesmo tipo 
cálculo deve ser feito para todos os componentes estruturais da edificação.
Este procedimento fornece um método simples para o estabelecimento da proteção dos 
componentes estruturais de uma edificação.
Perfis castelados e celulares necessitam de proteção extra. A espessura do material de 
proteção deve ser 20% maior do que aquela determinada para o fator de massividade do 
perfil original, anterior ao corte e solda. Isto é válido para placas rígidas ou semi-rígidas e 
para materiais projetados.
O perfil W250x32,7 do exemplo anterior, se transformado em um perfil castelado ou celular, 
receberá 1,2 x 16 = 19,2 mm (arredondado a 20 mm) de argamassa projetada.
Esta regra dos 20% não é adequada ao uso com tintas intumescentes, e estudos recentes 
tem mostrado que a quantidade de proteção adicional é específica a um dado produto. 
Assim, deve-se consultar o fabricante da tinta intumescente utilizada para saber quanta tinta 
a mais deverá ser aplicada nestes casos.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
57
Figura 39: As quatro mais comuns configurações de proteção para o cálculo do 
Fator de Massividade.
Viga - proteção em 3 lados - argamassa projetada
-1Fator de massividade = 220 m
Pilar - proteção em 4 lados - argamassa projetada
-1Fator de massividade = 225 m
Viga - proteção em 3 lados - caixa
-1Fator de massividade = 157 m
Pilar - proteção em 4 lados - caixa
-1Fator de massividade = 192 m
Tabela 4: Carta de cobertura para uma argamassa projetada. 
Os dados foram retirados da publicação “Yellow Book”.
Materiais utilizados na proteção antitérmica “tradicionais” (também chamados de materiais 
de “proteção passiva”) isolam a estrutura de aço dos efeitos das altas temperaturas que 
podem ser geradas por um incêndio. Eles podem ser divididos em três grupos, como 
materiais projetados, materiais rígidos ou semi-rígidos e materiais intumescentes:
• Materiais projetados. É uma das formas mais baratas de proteção. Suas principais 
características são:
- Custo. A proteção por materiais projetados custa, de modo geral, menos do que o 
menor custo do concorrente mais próximo (que são os materiais rígidos ou semi-
rígidos). Como o custo do produto é pequeno em relação à mão de obra empregada, o 
custo não cresce na proporção do aumento dos tempos de resistência ao fogo;
- Aplicação. É muito simples cobrir detalhes complexos;
- Durabilidade: Não exigem nenhum tipo de manutenção ao longo do tempo. Alguns 
materiais podem ser utilizados externamente; estes custam mais caro do que aqueles 
utilizados internamente;
- Preparo de superfície. Vários dos materiais podem ser aplicados diretamente sobre a 
superfície do aço. Não exigem, em geral, preparo de superfície anterior, a não ser a 
2.4.4 - Materiais de Proteção Térmica “Tradicionais”
Fator de
massividade
Espessura seca, em mm, para fornecer um TRRF (minutos) de
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29
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30
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31
32
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
58
retirada de carepas e ferrugens soltas, assim como óleos e graxas, que impedirão a 
perfeita adesão dos produtos;
- Aparência. Materiais projetados não possuem uma aparência agradável. Desse modo, 
estes materiais costumam ser utilizados em situações onde os componentes não 
sejam visíveis;
- Aplicação. Como é aplicado úmido, este tipo de material pode interferir 
significativamente no cronograma da obra. Como resultado, o custo real da proteção 
por materiais projetados pode ser superior àqueles assumidos utilizando-se tão 
somente os custos de aplicação.
A figura 40 ilustraa aplicação a aparência de uma argamassa projetada aplicada.
• Materiais rígidos ou semi-rígidos. São materiais aplicados, de modo geral, internamente 
à edificação, estando aparentes ou não. Suas principais características são:
- Aparência. Placas rígidas, como o gesso acartonado, oferecem uma aparência limpa, 
na forma de caixa, que pode sofrer decoração posterior. Lã de rocha basáltica e fibra 
cerâmica, por outro lado, não têm aparência agradável, e são utilizados, 
frequentemente, em situações onde o sistema não seja visível;
- Fixação. A fixação é feita a seco, e não interfere significativamente com outros 
produtos;
- Qualidade garantida. Os materiais são feitos em fábrica, assim, a espessura aplicada é 
garantida;
- Preparo superficial. Estes produtos são aplicados diretamente sobre o aço, sem 
nenhum tipo de pré-tratamento;
Figura 40: Vigas protegidas por argamassa projetada.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
59
- Custo. Estes sistemas de proteção são relativamente baratos, entretanto, um sistema 
de proteção que tenha funções decorativas pode custar bem mais caro;
- Aplicação. A montagem ao redor de detalhes complexos pode ser trabalhosa. Um bom 
exemplo são as ligações.
- Velocidade. A aplicação destes produtos é mais lenta do que aquela verificada para os 
outros sistemas.
A figura 41 ilustra a aparência de um sistema de proteção antitérmica composto de mantas 
de lã de rocha basáltica.
• Materiais intumescentes. São materiais aparentados das tintas de proteção contra a 
corrosão. São inertes em baixas temperaturas, mas proporcionam isolação térmica 
através da intumescência (ou “inchamento”), que ocorre em temperaturas de 
aproximadamente 200°C – 230°C. Este “inchamento” da camada intumescente gera 
uma camada carbonizada de materiais de baixa condutividade térmica, que funcionam 
como isolante térmico. As propriedades mecânicas do aço não são afetadas até 
temperaturas próximas de 400°C, assim, quando o revestimento intumescente começar 
a “inchar”, o aço ainda estará com toda sua resistência original. Algumas de suas 
principais características são:
- Estética. A camada fina permite que a forma do aço seja apresentada em sua 
plenitude;
- Acabamento. O acabamento é atraente, pois, sobre o revestimento intumescente 
aplica-se, normalmente, uma tinta de acabamento na coloração desejada;
- Reparos. Os reparos posteriores podem ser feitos facilmente;
- Custo. O custo será, normalmente, superior àquele verificado para as outras formas 
de proteção. Entretanto, eles têm decrescido com o tempo;
Figura 41: Vigas protegidas por lã de rocha basáltica.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
60
- Aplicação. É uma aplicação tipicamente “úmida”, que requer condições atmosféricas 
favoráveis – exatamente como no caso das tintas em geral. Deve-se atentar à 
obtenção de super-recobrimentos, que são prejudiciais;
- Tempos de proteção ao fogo são limitados. A maior parte dos revestimentos 
intumescentes fornece proteção, de forma econômica, por tempos de até 60 minutos. 
Atualmente, existem tintas intumescentes no mercado que são competitivas com 
outros sistemas de proteção até por 90 minutos. Poucas tintas intumescentes podem 
atingir 120 minutos de resistência ao fogo. A figura 42 ilustra uma aplicação de tinta 
intumescente.
• Concreto, tijolos e outros sistemas tradicionais. Concreto era, até os anos 70, a forma 
usual de proteção das estruturas de aço. A introdução de materiais mais leves, como as 
argamassas projetadas, os produtos rígidos e semi-rígidos e as tintas intumescentes 
trouxeram uma dramática redução em seu uso. As principais características destes 
produtos são:
- Durabilidade. A aplicação destes produtos tende a ser utilizada em locais onde o dano 
por impacto, abrasão e exposição ao tempo são fatores a serem considerados;
- Custo. O enclausuramento em concreto é das formas de proteção mais baratas. 
Ele rivaliza, por vezes, com os materiais projetados;
- Velocidade. É feito em campo e consome tempo do cronograma da obra;
- Utilização dos espaços. Grandes espessuras roubam espaço ao redor dos pilares;
- Peso. O peso da edificação pode aumentar consideravelmente.
O Anexo B da Instrução Técnica 08/2004, do Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo, 
reproduzida na Figura 43, traz a resistência ao fogo para alvenarias, e pode ser de muita 
utilidade na especificação de um sistema de proteção baseado neste tipo de materiais. 
A figura 44 ilustra um pilar misto, aço-concreto.
Figura 42: Estrutura protegida por tinta intumescente.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
61
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
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Figura 44: Pilar misto aço-concreto, ilustrando a proteção do aço pelo concreto.
A Tabela 5 resume as principais características dos principais produtos utilizados na proteção 
das estruturas de aço.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
63
Materiais projetados
Custo relativo
Aplicação 
(úmido ou seco)
Limpeza durante 
aplicação
Equipamentos 
necessários
Uso interno/externo
Preparação
Robustez
Acabamento
Retenção mecânica
Faixa de espessuras
Resistência ao fogo 
máxima
Baixo a médio
Úmido.
Suja - A proteção de 
superfícies adjacentes é 
necessária.
Equipamentos especiais 
são necessários.
Interno e externo.
Nenhum tipo de primer é 
requerido para uso 
interno, mas as 
superfícies devem estar 
limpas e serem 
compatíveis.
Relativamente frágil;
pode ser vulnerável a 
danos mecânicos. 
Alguns revestimentos são 
inadequados às áreas 
abertas.
Acabamento texturizado.
Necessária quando a 
espessura é elevada, 
e em algumas 
geometrias específicas.
10 a 75 mm.
240 minutos.
Baixo a médio
Em geral, seco.
Relativamente limpa.
Ferramental simples.
Interno; 
para uso externo, existe 
a necessidade de 
proteção adicional.
Não há necessidade de 
preparo prévio.
Algumas placas rígidas 
são relativamente frágeis 
e podem ser vulneráveis 
ao dano mecânico. 
Materiais semi-rígidos 
podem requerer 
cobertura adicional.
Variável: materiais rígidos 
são normalmente lisos, 
com juntas visíveis, a 
menos que um 
acabamento seja 
aplicado. Materiais semi-
rígidos são texturizados, 
com a fixação visível.
Requer, normalmente, 
algum tipo de retenção.
Camadas múltiplas 
podem ser necessárias. 
Placas de 6 a 100 mm e 
mantas de 12 a 76 mm.
240 minutos.
Médio a alto.
Úmido.
ÚmidProteção é 
necessária às superfícies 
adjacentes.o.
Equipamentos utilizados 
normalmente em pintura.
Interno, com alguns 
sistemas externos.
Uma tinta de fundo 
compatível é necessária, 
aplicada sobre 
superfícies de aço 
previamente limpas.
Semelhante aos sistemas 
de pintura tradicionais.
Liso ou levemente 
texturizado. Um 
acabamento decorativo 
colorido pode ser 
aplicado.
Normalmente não 
necessita.
Camadas de 0,3 a 
6,5 mm.
120 minutos.
Materiais rígidos ou 
semi-rígidos
Materiais 
intumescentes
Tabela 5 – Resumo das principais características dos materiais de 
proteção antitérmica “tradicionais”
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
64
2.4.5 - Combinaçao de Métodos de Proteção
As soluções de projeto descritas abaixo, na figura 45, podem ser combinadas, de modo a 
propiciar o tempo de resistência ao fogo de dada edificação como prescrito na NBR 14432, a 
custo mínimo.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
65
Figura 45: Resistência ao fogo, em minutos, que podem ser economicamente obtidos 
por intermédio de várias formas construtivas.
+
+
+
+
>60
>60
>60
>60
>60
>60
Viga
desprotegido
Cantoneiras
na alma
Parcialmente
protegida
Viga
protegida
VIGA
PILAR
Pilar
desprotegido
Blocos
na alma
Concreto
Tubo
preenchido
Pilar
protegido
Concreto
armado
60
30
15
60
30
15
60
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2.5 - OS ENSAIOS DE CARDINGTON – O INÍCIO DE UMA NOVA ERA
www.structuralfiresafety.org
2.5.1 - Resistência ao Fogo de Vigas Mistas
Entre os anos de 1994 e 2003, um conjunto de ensaios de grande porte foi feito em uma 
edificação especialmente construída para esta finalidade. O edifício, de oito andares, 
estruturado em aço, utilizava o conceito de viga mista e forma de aço incorporada 
(“steeldeck”). Os ensaios foram feitos nas dependências do Building Research Establishment, 
em Cardington, Inglaterra.
O programa de testes foi dividido em duas partes. A primeira série tratou de ensaios 
realizados em uma viga mista, isolada, e três outros ensaios em grandes compartimentos. 
Esta primeira série de ensaios foi patrocinada pela British Steel (atual Corus) e pela European 
Coal and Steel Community (atualmente Research Fund for Coal and Steel). Um programa de 
ensaios complementar, compreendendo três ensaios em compartimentos, foi patrocinada 
pelo Governo Britânico e desenvolvida pelo Building Research Establishment.
Os ensaios foram efetuados com o objetivo de determinar se o desempenho de edificações 
reais era melhor que a sugerida pelos ensaios laboratoriais de elementos construtivos 
individuais, segundo o conceito do “incêndio-padrão”. Existiam evidências de que esta era a 
situação. Incêndios reais na Inglaterra, ensaios em modelos realizados na Austrália, ensaios 
laboratoriais realizados por todo o mundo e o modelamento computacional do 
comportamento estrutural apontavam esse caminho. Em todos esses casos, vigas mistas 
tinham demonstrado resistência e robustez ao fogo muito maior do que o indicado por 
ensaios em vigas sem interação com a laje.
De modo a obter uma comparação direta com o ensaio do incêndio-padrão, o primeiro teste 
foi feito em uma viga simples, sem interação com a laje, não protegida, e em toda região 
periférica à viga. Os resultados indicaram que a falha (isto é, a deflexão máxima permitida 
pelo código inglês) ocorreu em temperaturas superiores a 1000°C – muito maior do que a 
temperatura de 700°C na qual viga semelhante havia falhado no ensaio do “incêndio-
padrão”. 
Ensaios posteriores foram efetuados em compartimentos de tamanho variável, indo de 50m² 
a 340m², com carga de incêndio composta por gás, madeira e mobiliário comum de 
escritório. As colunas foram protegidas, mas as vigas não. Embora a temperatura dos gases 
da atmosfera dos ensaios tivessem superado os 1200°C, e,a temperatura das vigas não 
protegidas, os 1100°C no pior caso, nenhum colapso estrutural ocorreu. Estes resultados 
desencadearam intensos estudos posteriores, culminando com o que, atualmente, se 
conhece como métodos avançados.
O conjunto completo dos resultados dos testes da Corus podem ser encontrados no sítio 
.
Nos edifícios de estrutura metálica, tem sido prática comum o uso de pisos mistos, ou seja, 
pisos formados por vigas mistas e lajes mistas (lajes de concreto com fôrma de aço 
incorporada). 
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
66
No dimensionamento em situação de incêndio, geralmente utilizam-se procedimentos 
tradicionais de cálculo, pelos quais as lajes têm a função de conduzir as cargas gravitacionais 
para as vigas, que por sua vez ficam com a responsabilidade final de transmitir tais cargas 
para os pilares. Isso significa que lajes e vigas são dimensionadas isoladamente, ignorando-
se uma resistência adicional que poderia ser proporcionada pela interação entre esses dois 
elementos.
Como conseqüência, na maioria das vezes, torna-se necessário recobrir os perfis de aço de 
todas as vigas mistas por material de proteção térmica e a colocação de armadura positiva 
adicional no interior das nervuras da fôrma de aço.
Os ensaios de Cardington foram realizados em um edifício de oito andares e quarenta e cinco 
por trinta metros em planta, com pisos constituídos por vigas mistas e lajes mistas, as quais 
foram reforçadas por uma malha de aço soldada situada acima das nervuras da fôrma, que 
funcionava como armadura positiva sob altas temperaturas. 
Foram usados tanto incêndios reais como incêndios de gás não-padronizados, não sendo 
seguida, portanto, a curva do incêndio-padrão. Apesar disso, para efeito prático, as 
temperaturas foram interpretadas em termos da curva de incêndio-padrão citada.
Os resultados dos testes, acompanhados de pesquisas complementares, foram sintetizados 
para uso prático em publicação do Steel Construction Institute, mostrando que os pisos 
mistos, desde que as lajes tenham o reforço da malha de aço soldada, podem apresentar 
uma resistência muito superior àquela que seria obtida pelos procedimentos de cálculo 
tradicionais. Tal fato deve-se, principalmente, à habilidade das lajes mistas reforçadas pela 
malha de aço de suportar as vigas mistas que falham no incêndio e de transferir as ações 
atuantes para as vigas ainda resistentes da estrutura do piso via comportamento de 
membrana, mantendo o piso em condições estruturais aceitáveis para a temperatura 
correspondente ao tempo requerido de resistência ao fogo (TRRF).
Todos esses estudos mostraram a possibilidade de se reduzir a proteção contra incêndio nos 
pisos mistos de edifícios, criando painéis de piso nos quais as vigas do contorno, geralmente 
vigas que conduzem as cargas gravitacionais para os pilares, são protegidas, mas as vigas 
internas ficam sem proteção.
Para se chegar à resistência dos painéis de piso, deve-se obter seu mecanismo de ruína com 
base em análise plástica global, que envolve charneiras plásticas nas lajes mistas e rótulas 
plásticas nas vigas mistas internas. Um método simples foi desenvolvido para o cálculo dessa 
resistência, aplicável a painéis quadrados e retangulares. O método é válido desde que:
• As vigas mistas sejam biapoiadas;
• As lajes mistas, com concreto de densidade normal ou de baixa densidade, possuam 
uma malha de aço soldada, de aberturas quadradas, posicionada de 15 mm a 40 mm 
acima do topo das nervuras da fôrma de aço, se a fôrma for trapezoidal, e até 40 mm 
acima do topo das nervuras, se a fôrma for reentrante.
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
67
O método permite flexibilidade e liberdade ao projetista, que pode optar entre diversos 
tamanhos de painéis de piso, delimitando maior ou menor quantidade de vigas internas com 
perfis de aço sem proteção contra incêndio, dimensionando adequadamente as vigas, a área 
da malha de aço e a espessura da laje mista, de acordo com interesses estruturais, 
construtivos, estéticos e econômicos.
Além disso, apresenta confiabilidade decorrente de calibração com os resultados dos estudos 
supracitados e sua utilização:
• Não aumenta, em relação aos procedimentos tradicionais de cálculo, o risco de vida de 
ocupantes, bombeiros e pessoas presentes nas vizinhanças;
• Assegura a contenção do incêndio no compartimento de origem, ou seja, as grandes 
deformações que surgem em virtude da redução da rigidez das vigas sem proteção sob 
altas temperaturas ficam dentro de limites tais que não ocorre falha do compartimento.
Artigos técnicos previamente publicados têm apresentado os fundamentos do procedimento 
desenvolvido na Inglaterra, com sua aplicação à realidade brasileira, por meio do uso 
produtos e de normas de projeto do Brasil. Eles estão disponíveis no sítio
.
A quase totalidade dos edifícios mais modernos do mundo apresenta inovações no projeto, 
na construção e no uso, o que tem criado situações onde, por vezes, torna-se difícil satisfazer 
os requisitos das normas prescritivas atuais. O reconhecimento desta dificuldade e também o 
aumento do conhecimento de como edificações reais reagem frente ao incêndio e de como 
incêndios reais se comportam, tornou possível, através de muitas pesquisas, em várias 
partes do mundo, o emprego de técnicas modernas de segurança contra incêndio através do 
uso de técnicas analíticas de engenharia.
A engenharia de segurança contra incêndio pode fornecer uma alternativa à segurança 
contra incêndio tradicional. Pode, ainda, ser o único caminho prático para atingir um padrão 
satisfatório de segurança em algumas edificações grandes e complexas e em edificações que 
contenham diferentes usos.
Engenharia de segurança contra incêndio pode ser vista como um pacote integrado de 
medidas dedicadas a atingir o máximo benefício a partir dos métodos existentes para a 
prevenção, controle ou limitação das conseqüências de um incêndio. O objetivo central é, 
através da adoção de um enfoque racional, científico, garantir que a resistência ao fogo e a 
proteção serão fornecidas na medida certa, onde necessário. Isto se opõe à simples 
aceitação de imposições gerais, universais, que podem superestimar ou subestimar o nível de 
risco.
Em síntese, engenharia de segurança contra incêndio trata de vários assuntos, 
concomitantemente:
 
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1.5.2 - Engenharia de Segurança Contra Incêndio
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
68
• Métodos de aviso e desocupação;
• Propagação do incêndio dentro da edificação;
• Resposta estrutural;
• Propagação do incêndio para fora da edificação;
• Acesso para bombeiros.
O item resposta estrutural é tratado como um processo de três estágios:
1. Prevendo a velocidade de aquecimento e a máxima temperatura da atmosfera dentro 
do compartimento sob ação do incêndio. Isto envolve a determinação da carga de 
incêndio (quantidade e tipo de material combustível) no compartimento, ventilação e 
características térmicas do envoltório do compartimento (paredes, lajes, etc.). Estas 
variáveis podem ser calculadas ou obtidas a partir de dados tabulados, p.ex., na NBR 
14432. Uma vez conhecidas, pode-se estimar o acréscimo da temperatura no 
compartimento com o tempo, tanto através da utilização de equações paramétricas 
tempo-temperatura, como equivalente ao tempo (a exposição à NBR 5628 – o incêndio 
padrão – que teria o mesmo efeito que o incêndio natural no compartimento sob 
consideração);
2. Prevendo a temperatura da estrutura. Isto depende da localização, do fator de 
massividade e de qualquer proteção porventura aplicada sobre os componentes. A 
temperatura atingida por um componente estrutural não protegido ou não pode ser 
determinada, utilizando-se os conceitos oriundos da área de transferência de calor;
3. Prevendo a resposta da estrutura frente à elevação da temperatura de seus 
componentes.A resposta da estrutura depende não somente da temperatura que ela 
atinge em situação de incêndio, mas também das cargas aplicadas e de efeitos de ação 
composta, restrição e continuidade da estrutura. Uma vez conhecida, as exigências de 
proteção podem ser especificadas, para atingir um nível de segurança mínimo. Este 
conceito de projeto se mostra mais econômico quando puder ser demonstrado que a 
estrutura – ou parte desta – possui resistência ao fogo inerente, de modo a não 
necessitar do emprego da proteção passiva. 
Um exemplo de aplicação da engenharia de segurança contra incêndio é o Millenium Dome 
(figura 46). Esta edificação, concebida pelo arquiteto Richard Rogers, é um centro de 
exposições situado em Londres, na península de Greenwich. Ele cobre uma área fechada de 
100.000 m², tem uma circunferência de um quilometro e mede 365 m de diâmetro (50 m em 
seu ponto mais alto). No coração da Cúpula existe uma arena central concebida como um 
espaço teatral aberto, flexível. Organizado ao redor do perímetro, existem edifícios de apoio 
(entretenimento, restaurantes e lojas), junto com 14 áreas de exposição. Para se ter idéia 
das proporções desta construção: a Torre Eiffel cabe horizontalmente dentro da cúpula e a 
Coluna de Nelson, verticalmente. A Cúpula é suspensa por doze mastros de aço de 100 m de 
comprimento, contidos no lugar por mais de 70 km de cabos de reforço. A cobertura é de 
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
69
PTFE coberta de fibra de vidro. O conceito estrutural é simples e inovador: cabos de aço 
tensionados, dispostos radialmente na superfície e fixados aos nós por presilhas e cabos de 
amarração a intervalos de 25 m.
Como implementar um projeto de segurança contra incêndio para esta edificação, em bases 
puramente prescritivas? A resposta é que não seria possível implementar um projeto 
tradicional de segurança contra incêndio nesta obra. Entretanto, graças aos métodos 
avançados, aceitos nos códigos mais avançados (assim como em nossas normas, como a 
NBR 14323 e NBR 15200), edificações como esta puderam ser construídas. Engenharia de 
segurança contra incêndio considera incêndios “reais”, em edificações “reais”, ocupadas por 
pessoas “reais”.
Figura 46: O centro de exposições “Millenium Dome”, em Londres (1999). Este é um 
exemplo de edificação tornado possível pelo uso da engenharia de 
segurança contra incêndio.
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70
REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS 
GERAIS
COLETÂNEA DO USO DO AÇO
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Disponível, em pdf, para download gratuito, no sítio 
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Concreto em Situação de Incêndio Considerando a Interação entre Vigas e Laje”, in: 
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XXI Jornadas Sud-Americanas de Inginieria Estructural, 2004.
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COLETÂNEA DO USO DO AÇO
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