Formas de corrosão em estruturas metálicas

A corrosão em estruturas metálicas apresenta-se basicamente sob duas formas: corrosão em frestas (figura 6) e corrosão uniforme (figura 7). O conhecimento de seu mecanismo auxilia bastante na identificação e na aplicação de medidas adequadas de recuperação. Sua manifestação é decorrente de fatores como falta de manutenção, erros de projeto, mudança de ambiente, etc.

a) Corrosão uniforme

É um tipo de corrosão que se caracteriza por apresentar uma superfície metálica tomada por uma camada de óxido de ferro (ferrugem) pouco aderente. Caracteriza-se pela perda uniforme de massa em toda a extensão do perfil e conseqüente diminuição gradual da espessura do metal. É a forma mais comum de corrosão em estruturas metálicas, e a menos perigosa delas por ser

bastante visível e facilmente detectada (figura 8).

Figura 8 - Exemplo de corrosão uniforme em uma coluna metálica

• Causa

Exposição direta do aço carbono a um ambiente agressivo. É o tipo de corrosão que ocorre quando se emprega o aço carbono sem proteção, com proteção deficiente ou inadequada, ou até mesmo pintura sem manutenção. Este problema pode ser agravado devido a erros de projeto, tais como:

i. disposição inadequada dos perfis possibilitando o acúmulo de água e poeira; ii. inexistência ou insuficiência de furos de drenagem;

iii. perfis semi-enterrados ou semi submersos;

Problemas de transporte e armazenagem também podem provocar o início do processo corrosivo. O transporte inadequado pode causar o rompimento do revestimento protetor durante as operações de carga e descarga. A má acomodação dos perfis pode permitir acúmulo de água ou contato direto com o solo.

Os dois mecanismos que ocorrem neste tipo de corrosão são a formação da pilha de ação local, ou seja, as próprias heterogeneidades do aço do perfil são responsáveis pela formação de micro áreas anódicas e catódicas em toda a sua superfície exposta, e, em menor escala, pilha de aeração diferencial, devido à formação de gotas sobre a superfície do metal. Como a camada de óxido formada sobre esta superfície não possui caráter protetor, temos um processo contínuo de corrosão enquanto o eletrólito estiver presente.

• Terapia

A primeira providência a se tomar é avaliar o grau de corrosão a que a peça está submetida. Se a superfície estiver corroída apenas superficialmente, podemos apenas realizar uma limpeza superficial e refazer novamente a pintura. O jato de areia é o único processo capaz de garantir uma limpeza superficial adequada, eliminando quase todo resquício de ferrugem. Se não for possível o jateamento, deve-se analisar a adesão do esquema com limpeza mecânica. Neste caso deve-se procurar uma tinta compatível com a tinta já existente e que tenha boa aderência com este esquema de limpeza.

Caso a corrosão esteja em um maior nível de comprometimento (figura 9), deve-se avaliar a segurança da estrutura para aquela situação específica. Temos então duas opções a pensar: reforço ou substituição dos elementos danificados. Em qualquer uma delas é

imperativo uma limpeza adequada da superfície corroída, preferencialmente com equipamento de jato de areia. Cabe aqui uma análise mais minuciosa para se decidir qual procedimento adotar:

i. Reforço

Se a corrosão estiver ocorrendo apenas em um trecho da superfície do perfil, e se este trecho não estiver muito comprometido, pode-se pensar em uma soldagem de chapas, de mesma espessura ou superior, no local do reforço. Estas deverão garantir uma continuidade física e propriedades geométricas equivalentes ou superiores ao do perfil original.

ii. Substituição

A substituição deve ser considerada nos caso em que o reforço constituir uma solução mais onerosa e/ou menos confiável em termos de segurança. Como as estruturas metálicas muitas vezes são facilmente substituíveis, isso faz com que este custo diminua consideravelmente, podendo ser o caso de se tornar muito mais econômico do que o reforço.

b) Corrosão em frestas

É o tipo de corrosão que se caracteriza por ocorrer em pontos onde existam duas superfícies em contato ou muito próximas entre si (figura 10) - sua largura varia entre 0,025 a 0,1 mm. Podem ser formadas devido à:

i. Geometria estrutural de um sistema (ligações em geral);

ii. contato com não metais (interfaces entre a estrutura e o concreto, vedações, madeiras, plásticos, borrachas, etc.);

iii. depósitos de sujeira ou produtos de corrosão.

São mais perigosas do que a corrosão uniforme pois atuam apenas em uma área relativamente pequena da estrutura. Afetam diretamente a seção transversal da chapa ou perfil metálico e são mais difíceis de serem percebidas. O restante do perfil normalmente permanece intacto.

• Causa

A principal causa da formação da corrosão por frestas é a exposição contínua ou intermitente desta a um eletrólito. Nas figuras 8 e 10 temos uma base de coluna e uma ligação metálica exposta diretamente à atmosfera. Em ambas as condições ambientais são muito propícias ao acúmulo de água nas frestas mostradas. Isso ocasiona um mecanismo de formação da corrosão conhecido como pilha de aeração diferencial.

O eletrólito é geralmente uma solução aproximadamente neutra, onde o oxigênio dissolvido atua como reagente catódico. Na borda da fresta temos uma região com maior concentração deste oxigênio (devido à convecção ou difusão) enquanto que no interior temos uma baixa concentração deste elemento. É justamente nesta região de baixa concentração que a corrosão ocorre. Mesmo que exista algum tipo de revestimento, este acaba deteriorando-se com o tempo, permitindo assim o início das reações químicas de corrosão.

Figura 10 - Corrosão por

fresta –

• Terapia

Por se tratar de um ataque localizado, a corrosão por frestas atua em uma região de difícil manutenção (ligações, bases de colunas, vedações, etc.). Fica difícil então se avaliar o estado de deterioração da mesma pois o processo ocorre dentro da fresta, que é uma região de difícil acesso. Depende muito então da experiência do inspetor para se determinar o estado de deterioração daquele elemento.

Se a corrosão estiver em um estágio inicial, basta promover uma limpeza superficial, eliminar qualquer resquício de umidade que haja no interior, aplicar um selante adequado na entrada da fresta e posteriormente o revestimento protetor. Desta forma impede-se a entrada do eletrólito no interior da mesma, eliminando então o seu mecanismo de formação.

Entretanto se a corrosão estiver em um estado avançado, comprometendo a segurança da estrutura, o melhor é optar por uma intervenção mais significativa. Parte-se então para o reforço e/ou substituição daquele elemento comprometido. Por se tratar de uma área relativamente pequena, de difícil acesso e estruturalmente importante, o reforço não deve ser encarado como uma solução definitiva.

O ideal é se fazer um serviço conjunto de reforço e substituição dos componentes afetados. A corrosão por frestas ataca basicamente os meios e elementos de ligação (parafusos, chapas, cantoneiras, etc.), que são muitas vezes facilmente substituíveis, sem grandes inconvenientes e com baixo custo. O perfil metálico, dependendo do seu estado de degradação na região, pode ser simplesmente limpo ou reforçado, sem a necessidade de se fazer uma substituição deste também. Em estruturas expostas a ambientes agressivos é preferível se utilizar ligações soldadas para se prevenir este tipo de corrosão.

3.2.2. Manutenção

Independente do tipo de ataque e do estado de deterioração da estrutura, deve ser feito um estudo sobre as condições ambientais a que esta está submetida. Se for um problema localizado, do tipo infiltração, vazamento, acúmulo de água ou outro qualquer, a manutenção será relativamente simples e os custos serão baixos. Porém, se a origem do problema estiver relacionada com a escolha errada do tipo de aço ou revestimento protetor, caberá então uma análise global de toda a estrutura para se estabelecer uma estratégia de

Figura 11 - Recuperação de coluna deteriorada por corrosão – SANTOS62

solução, com um ônus certamente significante. Em alguns casos compensa mais demolir a estrutura existente e fazer outra construção do que partir para uma completa recuperação

A manutenção deve ser feita de maneira periódica e por inspetores capacitados. A maioria dos problemas de corrosão citados podem ser facilmente corrigidos se observados em tempo hábil. A limpeza pode ser manual ou mecânica, e o revestimento protetor deve ser recomposto de acordo com as especificações de projeto. O custo de intervenção neste caso é mínimo e a sobrevida estrutural conseguida é significante.

A dificuldade em poder realizar uma manutenção pode vir a agravar tal problema. Isso deve ser previsto ainda na etapa de projeto de forma que a disposição dos elementos estruturais permitam um acesso sem complicações. Gastos adicionais com a estrutura podem ser totalmente compensados pela minimização dos custos de proteção contra a corrosão e de manutenção.