Corrosão dos materias

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CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
CIÊNCIA DOS MATERIAS 
 
 
 
 
 
MAICON DE OLIVEIRA MASSIGNA 
JOSEMAR LONGHI 
 
 
 
 
 
 
 
 
CORROSÃO DOS MATERIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caxias do Sul 
Novembro de 2020 
 
 
MAICON DE OLIVEIRA MASSIGNA 
JOSEMAR LONGHI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CORROSÃO DOS MATERIAS 
 
 
 
 
 
 
Orientadora: Vanessa Brambilla 
 
 
 
Caxias do Sul 
Novembro de 2020
Relatório submetido ao Corpo de 
Docentes dos componentes curriculares 
de Ciência dos Materiais como parte dos 
requisitos. 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 4 
2. OBJETIVOS .................................................................................................................... 5 
2.1 Objetivo geral ............................................................................................................. 5 
2.2 Objetivo especifico ..................................................................................................... 5 
3. JUSTIFICATIVA ........................................................................................................... 6 
4. REFERENCIAL TEÓRICO.......................................................................................... 7 
4.1 Ligas metálicas ........................................................................................................... 7 
4.2 Diferentes desgastes das ligas ................................................................................... 8 
4.2.1 Oxidação .............................................................................................................. 8 
4.2.2 Corrosão dos metais ........................................................................................... 9 
4.2.3 Ferrugem ........................................................................................................... 10 
4.3 Eletrolise ................................................................................................................... 11 
5. PROBLEMA 1 .............................................................................................................. 11 
6. MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................ 12 
6.1 Materiais utilizados ................................................................................................. 12 
6.2 Métodos ..................................................................................................................... 14 
7. ANALISE DOS RESULTADOS ................................................................................. 15 
8. PROBLEMA 2 .............................................................................................................. 17 
8.1 Resultados Problema 2 ............................................................................................ 17 
9. CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................... 18 
10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................................ 19 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
 
Este trabalho realizado durante as aulas de Ciência dos Materiais, sob supervisão da 
Professora Vanessa Brambilla, possui como presente objetivo a rápida apresentação sobre 
corrosão e suas variáveis e como ponto principal, o apontamento de duas situações problemas 
reais em que nós, acadêmicos, tenhamos presenciado e visto que no momento não tenha sido 
resolvida. Apontaremos também os pontos que causaram estas situações, bem como métodos 
por nós pesquisados, que possam resolver com eficácia tais problemas. 
Nesse problema, encontrado em comum nas empresas onde somos funcionários, chamado 
de oxidação, o ambiente úmido facilita os elétrons livres do ferro que são extraídos para o 
exterior do ferro carbono por meio da água e se combinam a elementos oxidantes do ar. A 
reação acontece desta forma, recebendo os elétrons livres e se ligando ao ferro, gerando um 
terceiro elemento, o óxido de ferro. 
Para solucionar este problema que acaba causando alguns atrasos na produção e fazendo 
com que energia desnecessária seja desperdiçada, utilizamos os processos de galvanização de 
cobre por eletrolise, para proteger o metal enferrujado do contato com ar e a umidade do 
ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. OBJETIVOS 
 
 
2.1 Objetivo geral 
 
O processo de galvanização por submersão em eletrolise, foi idealizado pensando em 
otimizar o tempo perdido no processo de limpeza manual das barras roscadas enferrujadas, o 
objetivo é utilizar um processo químico para desoxidar e revestir com uma fina camada de cobre 
o ferro carbono. 
2.2 Objetivo especifico 
 
Realizar ensaios de galvanização por imersão de forma caseira, utilizando um recipiente 
para preencher com as substancias necessárias para realizar o processo isto é necessário para 
entender as etapas deste método e o que cada uma delas contribui para metodologia das 
utilizações dos elementos químicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. JUSTIFICATIVA 
 
 
Possibilitou-nos fazer um estudo sobre alguns temas já vistos em aula, de suma 
importância, e que vem instigar a nossa curiosidade para as suas descobertas. Por sua 
simplicidade de desenvolvimento, os experimentos possibilitam a aprendizagem e facilita-nos 
compreender a teoria de modo intuitivo o que ocorre na pratica. 
Gostaríamos de salientar a importância deste trabalho, por seu caráter disciplinar, onde 
temos, a Ciência dos Materiais, com um tema amplamente utilizado e encontrado em nosso dia 
a dia. A aplicação do campo elétrico pode ser reconhecida diariamente, como por exemplo na 
técnica de eletrolise, que consiste na passagem de uma corrente em um sistema aquoso em que 
existam íons que produzem reações de oxirredução. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
A corrosão, nada mais é do que a deterioração de metais decorrente dos processos 
eletroquímicos entre o metal e agentes naturais, geralmente a água e o ar tal processo traz 
grandes prejuízos, visto que os metais fazem parte de estruturas de prédios, pontes, navios, 
praticamente tudo que nos cerca. Sendo mais específico, a corrosão ocorre pelo fato dos metais 
possuírem o potencial de oxidação maiores do que os agentes naturais, assim perdendo elétrons 
para estes, e formando a ferrugem. Existem vários tipos de corrosão, como a uniforme, por 
placas, alveolar, por esfoliação e muitas outras. 
 
4.1 Ligas metálicas 
 
De acordo com Dias (1998) as ligas metálicas que são compostas por dois ou mais 
elementos químicos sendo obrigatoriamente um deles metal e em maior volume na liga. As 
mesmas são comuns em nossas vidas, estão presente nas chaves das nossas casas, nos nossos 
carros, nos utensílios domésticos, nas ferramentas de trabalho. Com suas características de 
resistência e versatilidade possibilitou o desenvolvimento de inúmeros produtos de ampla 
utilidade em nosso mundo. 
Segundo a ABM (Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração) o 
Brasil lidera a produção de aço na América Latina, produzindo 34,735 milhões de toneladas 
em 2018, sendo seguida pelo México com 20,20 milhões produzidos no mesmo ano. No 
ranking mundial de produção quem está no topo é a China com 929,26 milhões de toneladas 
tendo uma grande diferença para o segundo colocado, que é os Estados Unidos com 168 
milhões de toneladas, as produções são no respectivo ano. 
As indústrias de produção naval, bélica, aeronáutica, automobilística, construção 
civil, eletrônica e comunicações são os principais consumidores de metais e suas ligas. 
Segundo a definição feita por Macchi em 1980, “ o metal é todo elemento que em solução 
se ioniza positivamente”. De modo geral temos dois tipos de ligas metálicasque são as 
ferrosas e as não ferrosas. Aonde as ferrosas têm como principal componente o ferro (Fe) já 
as ligas não ferrosas têm outro metal como elemento principal. As duas tem alta resistência a 
temperaturas elevadas. As ligas não ferrosas têm baixo índice de vulnerabilidade à corrosão 
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aonde as ferrosas têm alto índice. Na condutividade elétrica os papéis se invertem as ferrosas 
tem um baixo padrão de condutividade ao contrário das não ferrosas. 
Temos como principais ligas não ferrosas as de bronze, latão, alumínio, cobre aonde são 
utilizadas na fabricação de instrumentos musicais, de armas, de radiadores, de moedas, de 
condutores elétricos, na construção civil dentre outros ramos. A mais importantes ligas ferrosas 
são as formadas por ferro e carbono e as ligas de ferro fundido que são constituídas de silício, 
carbono e ferro. Aonde são utilizadas na fabricação de tubos de saneamento, de brocas, de 
maquinário em geral, de serras, de espadas, de torneiras entre outros produtos (MEI e SILVA, 
2006). 
 
4.2 Diferentes desgastes das ligas 
 
A grande maioria das pessoas ainda tem dúvidas sobre as etapas de desgaste das ligas 
metálicas. O ideal é identificar adequadamente cada etapa para poder efetuar de maneira 
eficaz no problema assim tendo um controle econômico mais vantajoso sobre o investimento 
aplicado em tratamentos. O tratamento correto previne na perda antecipada da peça e 
evitando um desgaste possa ocasionar um acidente futuro. 
As etapas de desgaste são: oxidação, corrosão e ferrugem. 
. 
4.2.1 Oxidação 
 
Qualquer metal pode vir a ser oxidado, podendo ser ocasionado quando o metal sem 
nenhuma proteção ou tratamento entre em contato prolongado com o ar, vapor ou água. Essa 
reação química ocorre devido à os átomos perderem elétrons. A oxidação é o primeiro passo 
para de degradação do metal, deve ser identificado logo no início para evitar o avanço das 
demais etapas. 
Tipos de Oxidação: 
 
 Oxidação do Ferro: o oxigênio é o reagente, ocorre juntamente com a reação de 
redução, o agente oxidante aceita os elétrons, sofrendo redução desta forma o agente 
redutor perde elétrons sofrendo a oxidação. 
 
 Oxidação Orgânica: ocorre com hidrocarbonetos, de maneira mais recorrente com 
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os alcenos. 
 
 Oxidação por Combustão: é uma reação química que ocorre junto com o oxigênio, 
resultando na produção de luz e calor, o oxigênio age como comburente para o 
combustível formado por carbono. Podendo ser uma combustão completa quando 
existe oxigênio suficiente para resultar em dióxido de carbono e incompleta quando o 
oxigênio é insuficiente formando monóxido de carbono. 
 
 Ozonólise: o ozônio é o reagente causando a quebra das ligações dos alcenos 
resultando em aldeídos e cetonas. 
 
 Oxidação Branda: ocorre quando o agente oxidante é um composto, como o 
permanganato de potássio, presente em soluções aquosas, diluídos e refrigerados, neutro 
ou moderadamente básica. 
 
 Oxidação Energética: o permanganato de potássio situa-se mais quente e ácido, 
tornando assim a reação mais energética 
 
4.2.2 Corrosão dos metais 
 
Todos os materiais presentes no meio ambiente sofrem uma transformação pelo contato 
químico e eletroquímico. Na maior parte desses acontecimentos essa interação acarreta a 
degradação das características do material. A corrosão pode se manifestar numa larga escala de 
materiais. 
Identificação de algumas maneiras da corrosão: 
 
 Corrosão Eletroquímica: é uma corrosão metálica ocorrendo quando se tem o contato 
com a água. Se envolve nesse processo corrosivo um condutor (metal) e um condutor 
iônico (eletrólito) em uma solução, assim gerando uma pilha com o fluxo de elétrons 
na superfície metálica. 
 
 Corrosão Galvânica: transcorre no momento que um metal está ligado eletricamente a 
outro e os dois estão no mesmo eletrólito. Um dos metais vai ser consumido por meio 
da desigualdade de potência de corrosão, sendo o outro preservado. Tem como 
exemplo o zinco e o ferro, que quando conectados um ao outro o zinco vai ser 
decomposto mais ligeiramente por estar passando elétrons para o ferro. 
 
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 Corrosão Eletrolítica: de modo geral também é considerada um tipo de corrosão 
eletroquímica. Ela existe no momento que houver uma dispersão de corrente elétrica 
originária de uma falta de isolamento ou aterramento. 
 
 Corrosão por pites: geralmente desponta em superfícies metálicas com películas 
protetoras passiváveis. Tem como características a criação de cavidades no material. 
 
 Corrosão Atmosférica: é o tipo de corrosão mais presente no nosso ambiente. Ela 
aparece quando a superfície do material está submetida ao ar e seus poluentes. 
 
 Corrosão Química: processo de corrosão reconhecido como oxidação. Ela ocorre 
quando há uma atividade de um agente químico em uma superfície metálica. Não 
necessita o acompanhamento de água e nem a transferência de elétrons de uma 
superfície para uma outra. Em locais de elevadas temperaturas esse tipo corrosão tem 
mais facilidade de acontecer. 
 
 Corrosão por sais e metais fundidos: a corrosão por sais acontece quando se tem uma 
decomposição de um metal em outro que está fundido (corrosão por metal fundido) e 
a entrada do sal na estrutura do mesmo, desintegrando alguns elementos. Esse modo 
de corrosão é visto normalmente em tratamentos térmicos ocorridos em banhos de sais, 
recipientes de sais fundidos e em usinas de queima de lixo. Já a corrosão por metais 
fundidos se sucede principalmente em moldes de injeção de metais. 
 
 
4.2.3 Ferrugem 
 
Quando o metal se encontra oxidado e corroído, inicia o processo de geração de 
hidróxido de ferro, a camada de cor avermelhada conhecida como ferrugem. A ferrugem 
implica ainda mais na resistência dos metais ferrosos e dependendo de sua agressividade ao 
material é inviável tentar a recuperação. A umidade ajuda a acelerar o processo de ferrugem, 
devido a água que ajuda os elétrons a abandonarem o metal como se o puxassem para fora, 
deixando um acesso livre para que os átomos do ferro se unam ao oxigênio e formando a 
ferrugem. 
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4.3 Eletrolise 
 
Quando um composto i6nico e dissolvido em agua ou fundido, ocorre a separação dos 
seus íons, fenômeno que recebe o nome de dissociação iônica. A dissociação corresponde a um 
aumento da liberdade de movimentação dos íons (FARADAY). 
Quando colocamos num eletrólito dois terminais condutores (eletrodos), ligados aos 
polos de um gerador de corrente continua, os cátions (íons positivos) são atraídos para o 
eletrodo negativo e os aníons (íons negativos) para o eletrodo positivo (Figura 1). 
Figura 1: célula eletrolítica 
 
Fonte: Livro Físico-Químico, Vol. 2, Martha Reis 
 
5. PROBLEMA 1 
 
Em nossa primeira situação, foi observado na empresa a qual trabalho as barras roscadas 
de ferro carbono, onde estas encontravam-se oxidadas, devido a vários fatores, entre eles o 
armazenamento em local onde existe umidade, o material não possuir nenhum tipo de 
tratamento galvânico e estar estocada a várias semanas. 
Este problema gera um gargalo na produção que precisa escovar estas barras roscadas 
para remover a ferrugem mais espessa, para que sua utilização seja possível e também seu 
aspecto no acabamento melhorado. 
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Para solucionar este problema de corrosão a estas peças de ferro, podemos: 
 Armazenar em local seco; 
 Embalar com plástico bolha para evitar o contato direto com o oxigênio; 
 Comprar as peças já galvanizadas; 
 Realizar galvanização por eletrolise; 
Para esta situação utilizamos como solução ideal a galvanização por eletrolise, para 
manter uma camada de proteção que manterá as peças livres da oxidação por um período mais 
longo do que guardar em local seco, tendo um custo menor do que galvanizar em uma empresa 
especializada ou comprar este item já galvanizado e evitando o desperdício de embalagens 
plásticas causam mais um problemapara o meio ambiente. 
6. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Para realizar a eletrolise é importante ressaltar que o produto deve estar submerso pela 
solução, de sal e vinagre, formando um ácido que nos auxiliara na redução da ferrugem e no 
revestimento da peça. Todas as substâncias e materiais utilizados são fáceis de se encontrar, 
pois são comercializados em mercados de qualquer porte ou já disponíveis em casa. Caso 
necessário comprar são bem acessíveis pois tem um baixo custo. 
 
6.1 Materiais utilizados 
 
Para os ensaios utilizou-se 200 ml de vinagre branco, 45 g de sal comum, um recipiente 
qualquer de plástico ou vidro, resistente ao calor, sendo utilizada como uma cuba para nossa 
solução, como o experimento foi realizado em casa utilizamos uma caixa de leite cortada ao 
meio. Cabos plugue banana jacaré, podendo ser substituídos por cabos condutores de corrente 
elétrica. Eletrodo de cobre ou zinco, retalho de barra roscada enferrujada e para esta utilização 
mais caseira utilizamos pilhas tamanho D. Todos os materiais utilizados encontram-se no 
Quadro 1. 
 
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Vinagre branco Recipiente (cuba) 
Recipiente (cuba) Condutores elétricos 
Eletrodo de zinco Eletrodo de cobre 
Retalhos do ferro oxidado Bateria elétrica 
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Quadro 1 
 
6.2 Métodos 
 
Utilizando uma bancada para manuseio de todos os materiais, preencher a cuba com a 
medida de 200 ml de vinagre branco e misturar com os 45 g de sal comum, agitar a solução até 
que esteja completamente diluído no vinagre. Essa solução, utilizada corretamente com as 
quantidades sugeridas, forma um ácido de PH 3. (Figura 2). 
Figura 2 
 
Solução da mistura 
 
Inserir na solução o eletrodo e a peça a ser submetida a eletrolise forçada, para uma 
melhor visualização dos resultados não submergir por completo. Assim pode-se ter uma análise 
visual das partes que foram expostas ao processo químico. 
Conectar o plugue negativo a peça oxidada e positivo ao eletrodo utilizado (cobre ou 
zinco). Pilhas de 5 V, e corrente 1 A. 
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Manter essas configurações e a eletrolise por 10 minutos, após esse tempo, inverter a 
polaridade dos cabos, conectando o positivo a peça oxidada e o negativo ao eletrodo. Da mesma 
forma que a primeira etapa manter por um período equivalente de 10 minutos com as mesmas 
configurações da fonte. (Figura 3). 
Figura 3 
 
Polarização invertida 
 
7. ANALISE DOS RESULTADOS 
 
Conforme as metodologias passadas anteriormente foram realizados dois ensaios com 
eletrodos distintos. O primeiro teste utilizando uma barra de cobre como condutor e o segundo 
com zinco, 4 chapas de 1 mm de espessura cada chapa, para conduzir corrente. Em ambos os 
ensaios se utilizou 10 V e 1 A descarregados a solução ácida produzida. 
O primeiro ensaio, com a barra de cobre, se mostrou muito melhor para a condução de 
corrente isso fez com que a peça oxidada liberasse o oxido ferroso com mais facilidade, mas o 
resultado acabou sendo questionável, pois a peça acabou queimando a sua superfície ficando 
com uma cor escura. Na segunda etapa onde invertemos a polaridade, é visível a transferência 
de elétrons conduzidos pele ionização da solução saídas do eletrodo e se agrupando a peça 
submetida aos testes. A massa de oxido ferroso removida foi igual a massa depositada pelo 
cobre, a peça pesada antes e depois dos testes mantinha-se com 41 g. (Figuras 4). 
 
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Figura 4 
 
Resultado final utilizando cobre 
 
Para o segundo ensaio foi descartada a solução utilizada anteriormente e preparada uma 
nova concentração deste ácido seguindo exatamente as mesmas quantidades sugeridas. 
Utilizando um eletrodo de zinco, este se mostrou menos eficaz na condução de corrente, isto 
acabou por dificultar a liberação de oxido ferroso da peça, não liberando de forma rápida, porem 
o tempo utilizado foi suficiente para esta limpeza. Esta resistência elétrica do zinco foi eficaz 
para o controle da condução de corrente que desta vez não queimou a superfície da peça. Na 
segunda etapa onde se inverte a polaridade para a galvanização eletrolítica, não é visível a 
transferência de elétrons do zinco para peça, mas ao final do tempo pode-se notar que a peça 
estava zincada superficialmente por eletrolise. A massa de oxido ferroso removida foi maior 
que a massa depositada pelo zinco, mantendo um passo de rosca desejado para o deslizar da 
porca, a peça pesando 41 g antes do teste detém o peso de 40, 7 g. (Figura 5). 
Figura 
 
Resultado final com zinco 
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O segundo ensaio mostrou ser satisfatório para o resultado o qual buscava-se, no que 
tange, a facilidade de remoção do oxido ferroso e da aplicação de uma película de galvanização 
eletrolítica para retardar o efeito oxidante nas barras roscadas. 
 
8. PROBLEMA 2 
O segundo problema abordado no trabalho, foi as anomalias que acontecem nos tubos 
de montagem, para a fabricação de Santo Antônio para as Picapes em uma empresa localizada 
em Flores da Cunha. A situação que os reagentes da tinta, ou a forma como todo o processo é 
feito, desde o tubo cru (sem tinta, apenas o ferro), até a parte cromada e pintada. 
O problema se dá de diversas maneiras, como já foi dito anteriormente, pode ser por 
conta dos reagentes da tinta em contato ao tubo ou também pode ter o choque ou quebra de 
partículas, as chamadas ferrugens. Isso se dá pela pressão que esses componentes são 
submetidos nas máquinas. 
8.1 Resultados Problema 2 
 
No caso da segunda situação, existe uma forma de resolver esses pequenos entre tantos 
problemas, o material, pode ser colocado numa pressão que não danifique sua durabilidade, 
assim tendo melhor desempenho nos processos a seguir, pode-se também com uso de 
torquímetro (instrumento usado para medição de força do material em rotação) ver o tanto que 
ele pode suportar. 
No caso das tintas, a peça já feita, em seu estado bruto, é pintada, mas antes passa pelo 
cromo, uma grande máquina que tem de 20 a 30 estágios, tanto de resfriamento, como de 
aquecimento. Nela o que é mais usado nessa empresa é o quanto de cromo cada peça será 
colocada, assim a pintura após esse processo será muito mais efetiva. Existem 10 defeitos de 
extrema importância que são conformidades, falta de tinta, descascamento, sujeira na hora de 
pintar, marcas de lixa após a pintura (esse procedimento consiste em polir a peça pintada) 
batidas na peça, imperfeição na pintura, ondulação, riscos, casca de laranja (a peça fica com 
uma casca em cima da tinta, muito rugosa, lembra a casca de laranja) crateras na tinta e fuligens 
que ficaram do cromo. Todos esses problemas são tratados antes da pintura e durante ela. 
 
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9. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Através da metodologia desenvolvida neste trabalho de pesquisa e desenvolvimento 
conseguimos alcançar o objetivo desejado. Desenvolver uma cuba eletrolítica de custo acessível 
e de resultados satisfatórios, onde os colaboradores não precisem perder energia e tempo 
escovando as barras roscadas para a remoção da ferrugem. Assim otimizando o fluxo da 
produção e sem desgastar os funcionários. 
Foi possível destacar observando as peças submetidas aos ensaios que um controle 
melhor da corrente sobre a solução ácida criada, resultou em um acabamento estético muito 
melhor, em contrapartida a injeção de maior corrente resultou em uma remoção superior do 
volume de ferrugem. 
Concluiu-se também que no segundo problema seguindo as recomendações de cuidados 
com o material antes da pintura se tem um acabamento melhor e uniforme, evitando não 
conformidades em um número maior de peças pintadas. 
 
 
 
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10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
GRANDA, Alana. "Produção siderúrgica brasileira tem expansão em janeiro"; Agencia 
Brasil. Disponível em: http://agenciabrasil.ebc.com.br/economia/noticia/2018-02/producao-
siderurgica-brasileira-tem-expansao-em-janeiro. Acesso em 14 de outubro de 2019. 
McMURRY, J., QuímicaOrgânica vol. 1 e vol. 2. Editora CENGAGE Learning. Tradução da 
6ª Edição Norte Americana, 2008KOTZ, John C.; TREICHEL 
MORTIMER, Eduardo Fleury; MACHADO, Andréa Horta. Química. v. 2ª ed. Scipione, 2013. 
FONSECA, Martha Reis Marques da. Química: físico-química / Martha Reis Marques da 
Fonseca, - São Paulo: FTD, 1992, p.226. 
http://www.mundoeducacao.com/quimica/eletrolise.htm (Acesso 20/11/2020) 
http://www.brasilescola.com/quimica/aplicacao-eletrolise.htm (Acesso 20/11/2020)