Analisador de Corrosão CANIN+

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Analisador de Corrosão
CANIN +
Introdução
Objetivos
O Princípio de Medição do Potencial de Meia Célula
Preparação
Exemplo
Resultados
Dificuldades Observadas
Referências Bibliografica
Sumário
	Analisar o potencial de corrosão é um método de ensaio não destrutivo que visa medir, na superfície de um elemento de concreto armado, o potencial de corrosão em relação a um eletrodo de referência, e com isso delimitar uma área com indicação de corrosão para aplicar o tratamento de forma localizada.
Introdução
Apresentar o Analisador de Corrosão CANIN + da Procel;
Descrever o seu funcionamento;
Fazer prática com o equipamento;
Objetivos
BS 1881 Peça 201 Reino Unido
UNI 10174 Itália
DGZfP B3 Alemanha
SIA 2006 Suíça
RILEM TC 154-EMC Internacional
ASTM C876-91 EUA 
Normas e Regulamentos Aplicados
Em condições normais, o aço de reforço é protegido da corrosão por um fino filme passivo de óxido de ferro hidratado.
Esse filme passivo é decomposto pela carbonatação ou pela penetração de substâncias agressivas ao aço, principalmente cloretos.
No anodo, íons ferrosos (Fe++) são dissolvidos e elétrons são liberados. Esses elétrons derivam pelo aço até o catodo, onde formam hidróxido (OH-) com a água e o oxigênio geralmente disponíveis. Esse princípio cria uma diferença de potencial que pode ser medida pelo método de meia célula.
O Princípio de Medição do Potencial de Meia Célula
O Princípio de Medição do Potencial de Meia Célula
A ideia básica da medição do campo do potencial e medir os potenciais na superfície do concreto para obter uma imagem característica do estado de corrosão da superfície do aço dentro do concreto. Com essa finalidade, um eletrodo de referencia e conectado por meio de um voltímetro de alta impedância (no caso do sistema Canin+ R = 10 MΩ) ao reforço de aço e movimentado em uma grade acima da superfície de concreto.
O eletrodo de referencia do sistema Canin+ e uma meia célula de Cu/CuSO4. Consiste em uma vareta de cobre imersa em uma solução saturada de sulfato de cobre, que mantém um potencial constante e conhecido.
O Princípio de Medição do Potencial de Meia Célula
O Princípio de Medição do Potencial de Meia Célula
 As ordens de magnitude típicas (somente para fins informativos) do potencial de meia célula do aço em concreto medidas em relação a um eletrodo de referência de Cu/CuSO4 estão no seguinte intervalo (RILEM TC 154-EMC):
concreto saturado de água sem O2: -1000 a -900 mV
concreto úmido contaminado com cloreto: -600 a -400 mV
concreto úmido isento de cloreto: -200 a +100 mV
concreto úmido carbonatado: -400 a +100 mV
concreto seco carbonatado: 0 a +200 mV
concreto seco não carbonatado: 0 a +200 mV
O Princípio de Medição do Potencial de Meia Célula
Considerando que as condições de corrosão sejam iguais (teor de cloreto ou carbonatação do concreto na superfície do aço), as principais influências nos potenciais da meia célula são:
Umidade
A umidade exerce um grande efeito no potencial medido, conduzindo a valores mais negativos.
Temperatura
Espessura da camada de concreto (medida com Profometer / Profoscope)
O potencial que pode ser medido na superfície fica mais positivo com o aumento da camada de concreto. Variações na camada de concreto podem causar desvios nas medições. Uma camada de concreto muito fina pode resultar em potenciais mais negativos que pareceriam indicar altos níveis de corrosão. Portanto, é aconselhável fazer medições da camada de concreto conjuntamente às medições de meia célula.
Resistividade elétrica da camada de concreto 
Teor de oxigênio no reforço
Com a diminuição da concentração de oxigênio e o aumento do valor do pH em uma superfície de aço, o potencial fica mais negativo. Em determinados casos de componentes de concreto com alto grau de saturação de água, baixa porosidade e/ou camada de concreto bem alta e por isso baixo suprimento de oxigênio, o potencial na superfície do aço poderá ser bastante negativo embora não esteja acontecendo corrosão ativa. Sem verificação do estado de corrosão real, isso poderá levar a interpretações incorretas dos dados do potencial.
Fatores que afetam a Medição do Potencial
Preparação do eletrodo
Eletrodo de barra - Antes de encher, remova a tampa que contém o plugue de madeira e deixe imerso em água durante aproximadamente uma hora para a madeira saturar e expandir.
Sulfato de cobre (barra e disco) - Prepare a solução saturada misturando 40 unidades por peso de sulfato de cobre com 100 unidades por peso de água destilada. Para assegurar que a solução permaneça saturada, acrescente no eletrodo uma colher das de chá adicional com cristais de sulfato de cobre.
O eletrodo deve estar preenchido tão completamente quanto possível, com o mínimo de ar no compartimento. Isso assegura que a solução esteja em contato com o plugue de madeira mesmo ao medir em numa direção ascendente.
Cuidado! Ao manipular o sulfato de cobre, tome o cuidado de observar as instruções de segurança na embalagem.	
Pronto para começar
Preparação da Solução
Testes Reais - Medições do Potencial
No Canin+ os dados de medição são armazenados em arquivos denominados “Objects”. Para tornar a avaliação mais simples é recomendável, antes de começar o trabalho, mapear o local e atribuir diversas seções a “Objects” específicos. Isso facilitará a avaliação no ProVista em um estágio posterior.
Para minimizar o trabalho de investigação necessário, o local pode ser dividido em seções que estejam submetidas a quantidades semelhantes de desgaste, por meio de uma inspeção visual. (p.ex., estacionamento de veículos de vários andares: área de entrada, pista de tráfego, áreas de estacionamento, áreas com e sem trincas ou áreas óbvias onde formam poças.) Após essa inspe­ção, subseções representativas devem ser escolhidas para a realização de medições do campo de potencial com o sistema Canin+. 
4.1 Planejamento e preparação
Um método é utilizar uma grade relativamente grande para a primeira estimativa, por exemplo, 0,50 x 0,50 m2 até o máximo de 1,0 x 1,0 m2 utilizando a grade simples. 
As áreas suspeitas podem ser investigadas melhor utilizando uma grade minuciosa (p.ex. 0,15 x 0,15 m2), para identificar o mais perto possível a extensão da superfície que precisará de manutenção corretiva. 
Os elementos verticais geralmente necessitam de uma grade menor (p.ex., 0,15 x 0,15 m2). O mesmo se aplica aos elementos menores, para os quais a grade será definida pela geometria (p.ex., degraus, vigas, juntas etc.). 
Para superfícies horizontais grandes (pistas de estacionamento, estrados de ponte etc.) uma grade de 0,25 x 0,25 m2 a 0,5 x 0,5 m2 normalmente é suficiente. 
4.2 Selecionando a grade correta
O cabo de aterramento deve ser conectado ao reforço da superfície a ser medida. Isso geralmente é feito raspando-se ou furando-se até a barra de reforço. Em alguns casos pode ser possível utilizar elementos da construção existente que estejam conectados ao reforço (por exemplo, tubulação de água, pontos de aterramento). A conexão com o reforço deve ser feita com a menor resistência possível. Para isso pode ser conveniente esmerilhar o reforço (por exemplo, com um esmeril angular) e conectar o cabo com presilhas de soldagem. 
A continuidade da conexão deve ser testada. Para isso é necessário que pelo menos outro ponto do reforço seja exposto e que seja verificada a resistência entre os dois com um ohmímetro. As conexões devem estar situadas o mais distante possível em cantos opostos da superfície de teste. A resistência medida não deve ser mais que 1 Ω acima da resistência do cabo usado.
4.4 Conectar ao reforço
Antes de começar os testes reais é recomendável fazer uma verificação funcional. As sondas devem fornecer um valor estável próximo de zero (normalmente E = ± 20 mV) quando mantidas no ar e o instrumento Canin+ estiver conectado ao aterramento. 
Além disso, Também é uma boa ideia fazer medições comparativas entre áreas claramente danificadas e áreas claramente intactas (por exemplo,a base de uma coluna com corrosão óbvia comparada com colunas a uma altura de aproximadamente 1,50 m sem qualquer dano visual). Aí também devem ser obtidos valores estáveis, em que os valores medidos na área danificada devem ser significativamen­te mais negativos do que os valores da área não danificada.
4.5 Verificação funcional do instrumento
É recomendável marcar uma grade na superfície correspondente à grade que deseja utilizar. Em áreas pequenas em que medições pontuais serão feitas com o eletrodo de barra, isso pode ser feito utilizando uma fita ou desenhando a grade no elemento. Em áreas grandes como pistas de estacionamento e estrados de ponte é preferível o eletrodo de disco. 
4.6 Preparação da superfície de teste
Não é possível fazer medição através de um revestimento que seja isolante elétrico (por exemplo, revestimento de resina epóxi, lâminas de vedação ou camadas de asfalto).
É possível fazer medição através de revestimentos de dispersão finos, que são usados com frequência nas paredes e tetos de estacionamentos subterrâneos; no entanto, isso pode causar uma pequena mudança nos potenciais. 
É sempre necessário verificar se a medição pode ser feita através de um revestimento. 
Para isso, os potenciais devem ser medidos em alguns locais no primeiro local através do revestimento e com o revestimento removido 
Se possível devem ser escolhidas áreas com grande variação de potenciais. Se não houver altera­ção do potencial ou se uma mudança do potencial puder ser compensada por uma correção (por exemplo, ΔE = ± 50 mV), a medição pode ser feita diretamente no revestimento. Caso contrário, o revestimento deverá ser removido antes de se fazer a medição.
4.7 Verifique se os revestimentos precisam ser removidos
O contato entre a solução porosa do concreto e a sonda pode ser prejudicado por uma superfície ressecada do concreto. Isso pode aumentar bastante a resistividade elétrica do concreto. 
Por isso é recomendável molhar a superfície aproximadamente 10 a 20 minutos antes de realizar a medição. 
Se não for possível, é necessário assegurar que a esponja no eletrodo de barra ou os anéis de feltro no eletrodo de um disco estejam suficientemente umedecidos. Nesse caso, ao fazer uma medição, a sonda deve ser mantida encostada na superfície até ser alcançado um valor final estável. (Se a superfície estiver seca no início da medição, deverá ser umedecida pela esponja da sonda para não haver um valor estável presente inicialmente.)
Isso só é possível com o eletrodo de barra. 
4.8 Pré-umedecimento da superfície de concreto
4.9 Executando a medição / 
	Indicador	Tipo de sonda	Indicação
	r	Eletrodo de Barra	Grade XY
	R	Eletrodo de Barra	coarse grond
	*	Eletrodo de Um Disco	As medições serão sobrescritas automaticamente.
	-	Eletrodo de Um Disco	As medições não serão sobrescritas
As coordenadas XY são exibidas em metros. O display tem 16 pontos x 15 pontos (240 pon­tos) para exibir os valores medidos como uma escala de cinza. Isso constitui uma “página”. Com a grade XY definida para 150/150 mm, como no exemplo aqui, isso representa uma área total de 2250 mm x 2100 mm. 
Um total de 980 páginas podem ser armazenadas na memória. O número de páginas que ainda estão ainda disponíveis para uso é mostrado no canto superior direito da tela de medição (Fig 5.1). (por ex., 491 P indica que 491 páginas ainda estão disponíveis.)
O número de páginas contidas em um objeto não é limitado, exceto por isso.
1 - O cursor mostra o local da próxima medição.
2 - A seta mostra em que direção o cursor moverá. Isso pode ser alterado para corresponder à direção de medição pressionando as teclas de seta.
3 - O valor medido.
4 - O número do Objeto.
5 - O valor do medidor. por ex., um 10 será mostrado aqui se tivermos deslocado 10 m na direção X.
6 - Indicações (alternar entre os dois pressionando MENU enquanto na tela de medição):
Normalmente, dois critérios devem ser considerados para a avaliação. (Isso é apenas uma diretriz. A avaliação real deverá ser realizada por um engenheiro de corrosão.)
Corrosão ativa pode ser esperada em locais em que um potencial negativo é circundado por potenciais cada vez mais positivos, ou seja, locais com um gradiente de potencial positivo. Diferenças de potencial com delta de cerca de +100mV dentro de uma área de medição de 1 m, junto com potenciais negativos, são uma clara indicação de corrosão ativa. 
Para planejar corretamente a manutenção, é necessário traçar uma fronteira entre áreas de corrosão ativa (anodos) e áreas passivas (catodos) dentro das superfícies que mostram gra­dientes de potencial. Para isso é necessário estabelecer patamares de potenciais que definam o cruzamento entre os dois estados. ProVista possui funcionalidade que ajuda nisso. (Leia a Seção 6 para saber os detalhes).
 
4.10.1 Exemplo de uma distribuição típica
Se a superfície de testes tiver vergalhões com corrosão ativa e passiva, os dois estados exibem dis­tribuições estatísticas de potencial diferentes. Nas representações gráficas fornecidas pelo ProVista normalmente há três seções características (Fig. 4.2). Um nivelamento da seção mostra que nesses intervalos de valores há menos dados disponíveis, ou seja, os limites da distribuição são aqui.
Fig. 4.2 Exemplo de gráfico de frequência a relativa e gráfico de frequência acumulativa.
Os intervalos de potencial de corrosão ativa e passividade se sobrepõem.
O cursor vermelho (extrema esquerda) = mínimo da distribuição passiva. 
O cursor amarelo (extrema direita) = máximo da distribuição ativa.
A corrosão ativa é praticamente certa na região da seção reta à esquerda (mais negativa). Após definir essas linhas do cursor, as superfícies desse intervalo de potencial serão exibidas automati­camente na cor correspondente no “Gráfico de corte” do CANIN ProVista. 
No exemplo, a linha vermelha do cursor marca esse limite. Um “Gráfico de corte” típico tirado de um exemplo prático é mostrado a seguir.
4.10 Avaliação
Exemplo
Definição da Grade e Medição
	C A N I N																												
																													
	Object 2																												
																													
	92,3s			76,9s				76,9s			69,2s			46,2s			0,0s			0,0s			0,0s			0,0s			(%)
	16,7r			0,0r				8,3r			25,0r			50,0r			0,0r			0,0r			0,0r			0,0r			(%)
	 	 		 	 			 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		
	>-100			>-150				>-200			>-250			>-300			>-350			>-400			>-450			<=-450			(mV)
																													
			m	0,00			0,00																						
			0,00	 			-60																						
			0,15	 			-75																						
			0,30	 			-180																						
			0,45	 			-265																						
			0,60	 			-240																						
			0,75	 		 	-250																						
			0,90	 		 	-245																						
			1,05	 		 	-265																						
			1,20	 		 	-280																						
			1,35	 		 	-240																						
			1,50	 		 	-250																						
			1,65	 		 	-265																						
Resultados
	C A N I N																											
																												
	Object 3																											
																												
	93,3s			86,7s			73,3s			73,3s			40,0s			13,3s			0,0s			0,0s			0,0s			(%)
	7,1r			14,3r			0,0r			35,7r			28,6r			14,3r			0,0r			0,0r			0,0r			(%)
	 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		
	>-100			>-150			>-200			>-250			>-300			>-350			>-400			>-450			<=-450			(mV)
																												
				m	0,00	0,00																						
				0,00	 	-135																						
				0,15	 	-125																						
				0,30	 	-215																						
				0,45	 	-215																						
				0,60	 	-220																						
				0,75	 	-285																						
				0,90	 	-345																						
				1,05	 	0																						
				1,20	 	-345																						
				1,35	 	-260																						
				1,50	 	-240																						
				1,65	 	-245																						
				1,80	 	-255																						
				1,95	 	-265																						
Resultados
	C A N I NObject 4																												
																													
	96,4s			92,9s			92,9s			92,9s			82,1s			53,6s			0,0s			0,0s			0,0s			(%)	
	3,7r			0,0r			0,0r			11,1r			29,6r			55,6r			0,0r			0,0r			0,0r			(%)	
	 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 		 	 			
	>-100			>-150			>-200			>-250			>-300			>-350			>-400			>-450			<=-450			(mV)	
																													
												m	0,00	0,15				m	0,00	0,15									
												0,00	 	 				0,00	-220	-210									
												0,15	 	 				0,15	-260	-225									
												0,30	 	 				0,30	-280	-250									
												0,45	 	 				0,45	-285	-285									
												0,60	 	 				0,60	-295	-290									
												0,75	 	 				0,75	-320	-305									
												0,90	 	 				0,90	-335	-330									
												1,05	 	 				1,05	-340	-325									
												1,20	 	 				1,20	-335	-320									
												1,35	 	 				1,35	-305	-300									
												1,50	 	 				1,50	-300	0									
												1,65	 	 				1,65	-310	-345									
												1,80	 	 				1,80	-320	-290									
												1,95	x	 				1,95	x	-320									
	CN(V6.2;20.1979)0											2,10	 	x				2,10	 	x									
Resultados
Programa do equipamento desatualizado, a princípio só funciona em Windows XP, de forma que não foi possível baixar os dados.
Versão fornecida posteriormente permitiu que fosse baixado os dados mais não funcionou adequadamente.
Apenas com o Macro do Excel foi possível fazer uma análise.
Dificuldades Observadas
PROCEQ. INSTRUÇÕES OPERACIONAIS, Analisador de Corrosão. SUIÇA, 2012.
Referências