9. DIRETRIZES PARA DIAGNÓSTICO E RESTAURO
2.2. Patologias dos componentes construtivos siderúrgicos
Este item descreve as principais formas de degradação dos componentes siderúrgicos estudados neste trabalho. Como na maioria dos manuais de conservação e de restauro, as formas de degradação foram aqui apresentadas de acordo com as suas respectivas causas; as causas, por sua vez, foram classificadas em agentes biológicos, físicos e químicos. Ressalta-se que, raramente uma edificação, ou elemento construtivo acometido por patologias, sofra ação de apenas um agente, ou ainda, mais raramente, uma causa qualquer resulte isoladamente em danos de uma só natureza.
2.2.1. Os agentes biológicos de degradação
Agentes biológicos, pertencentes aos cinco reinos dos seres vivos, são envolvidos na degradação das construções metálicas. Os organismos vivos, quando não envolvidos diretamente no processo de degradação, contribuem com a criação de meios corrosivos ou com a ocorrência de danos físicos. Os seres vivos, envolvidos no processo de degradação dos elementos siderúrgicos arquitetônicos, podem ser tanto de natureza microscópica como macroscópica. Animais, como pombos, morcegos e roedores, não raro infestam as edificações e, com seus excrementos, contribuem para a degradação da construção. Os vegetais (Figura 2.1), por sua vez, contribuem destacando camadas de revestimento, movimentando estruturas e contribuindo para o sombreamento e para o acúmulo de umidade, que tanto favorecem a ocorrência de patologias.
Os seres microscópicos colonizam a superfície das edificações, dando origem ao chamado biofilme (Figura 2.1). Nos biofilmes, os microrganismos podem estar aderidos diretamente ao substrato ou suspensos em solução, nos quais podem ainda estar envoltos em matrizes dos chamados exopolímeros. Os biofilmes, em geral, são formados por infestações de algas, de cianobactérias, de bactérias e de fungos que, de acordo com suas especificidades, podem ocorrer em conjunto ou isolados.
Figura 2.1 – Peça siderúrgica exposta à atuação dos agentes biológicos de degradação.
Fonte: Palácios, 2011. p. 23.
A ação degradante desses microrganismos está relacionada à excreção de ácidos orgânicos, resultantes dos seus processos metabólicos (IRELAND, 2008). Estes ácidos, atacam os componentes construtivos, contribuindo para a ocorrência da corrosão.
2.2.2. Os agentes físicos de degradação
Os agentes físicos, isto é, que não envolvem a ocorrência de fenômenos capazes de transformar a natureza das ligas siderúrgicas, resultam na maioria nas seguintes patologias:
Lacunas, fraturas e trincas: danos associados à falta de partes ou às descontinuidades no material são causados por choques mecânicos e pela ação de vândalos. Fatores intrínsecos, ligados à orientação dos grãos na peça metálica ou à soldagem deficiente contribuem, igualmente, para a ocorrência dessas patologias.
Descascamento da pintura: quando não decorre diretamente da corrosão (Figura 2.2), nem da ação mecânica direta (choque ou atrito), o descascamento da pintura de um artefato metálico está geralmente
associado ao uso de procedimentos ou de produtos inadequados (NUNES; LOBO, 2007). A camada de tinta pode não aderir ao substrato metálico, por exemplo, se este substrato apresentar contaminantes (óleos ou materiais pulverulentos), se este substrato não apresentar rugosidade suficiente e adequada à espessura e à tinta aplicada, ou ainda, se não forem respeitados os critérios de compatibilidade e cura dos produtos e das demãos de pintura ou proteção;
Figura 2.2 – Descascamento da pintura em treliça metálica.
Fonte: Palácios, 2011. p. 30.
Deformações: as deformações estão ligadas à submissão das peças siderúrgicas a esforços que resultam em tensões superiores às tensões de escoamento das ligas. Esses esforços podem ter origem em ações momentâneas, como choques mecânicos, ou podem resultar, por exemplo, da ação prolongada dos carregamentos sobre os artefatos siderúrgicos.
2.2.3. Os agentes químicos e a corrosão
A principal causa de deterioração química dos artefatos arquitetônicos siderúrgicos é a corrosão. De acordo com Nunes e Lobo (2007), a corrosão pode ser definida como “deterioração dos materiais, especialmente metálicos, pela ação eletroquímica ou química do meio” (NUNES; LOBO, 2007). Através da corrosão, os metais deixam a sua forma metálica metaestável e retornam à forma combinada, iônica mais estável. Assim, o processo corrosivo representa o
inverso da metalurgia. As reações de corrosão são, geralmente espontâneas e resultam, via de regra, em expulsão de energia.
Os produtos da corrosão são normalmente pobres em relação às propriedades metálicas aproveitadas na construção civil, por exemplo: os produtos da corrosão apresentam baixa resistência mecânica, não são dúcteis nem maleáveis. Assim, a corrosão, em elementos construtivos, resulta em desgaste, perda de propriedades mecânicas, e em alterações estruturais e estéticas indesejáveis. A corrosão do ferro, tem como produto, em geral, o óxido de ferro hidratado (Fe2O3.3H2O), comumente chamado de ferrugem.
De acordo com Nunes e Lobo (2007), os fenômenos corrosivos podem ser classificados em corrosão eletroquímica ou corrosão química, sendo os dois fenômenos caracterizados das formas que seguem:
Corrosão química: fenômeno também denominado de oxidação e pouco comum na natureza, por se processar em meios isentos de água. Ocorre, normalmente, em ambiente onde os metais estejam sujeitos a temperaturas elevadas, que não permitam a condensação da umidade atmosférica. A oxidação acontece pela interação direta do metal com o meio corrosivo. De acordo com Cottrel (1993), na ocasião da oxidação do ferro, as primeiras moléculas de oxigênio aderem às superfícies metálicas por adsorção. Depois, dissociam-se de seus pares e ligam-se aos átomos do metal, formando um filme fino. De acordo com o mesmo autor, os demais átomos do meio difundem-se pela rede cristalina, atraídos por forças eletrostáticas, atingem a base metálica e dão continuidade ao processo. À medida que a capa oxidada torna-se espessa, a velocidade de oxidação diminui, porque se torna dificultosa a passagem dos íons pela camada corroída. O fluxo de íons, em direção ao metal base, origina tensões de compressão no filme já formado, que, juntamente com o volume específico superior do óxido, em relação ao metal, explicam a oxidação descontínua e o destacamento do material.
Corrosão eletroquímica: mais frequente nas condições naturais que a oxidação, a corrosão eletroquímica conta necessariamente com a presença de água. Esse tipo de corrosão é caracterizado pelo um fluxo de elétrons e pela formação de uma pilha. Portanto, para que ela se processe, é necessário que haja um ânodo, que corresponde ao metal corroído, que sofre oxidação ou a região onde os elétrons deixam o metal; um cátodo, que sofre redução e corresponde à região mais eletropositiva, para a qual os elétrons são atraídos, e um eletrólito, ou seja, um meio capaz de suportar um fluxo elétrico. Assim como na oxidação, o fenômeno da corrosão eletroquímica das peças metálicas avança para o interior da peça, o que explica o destacamento das camadas corroídas (Figura 2.3).
Figura 2.3 – Perfis metálicos, em contato direto com a umidade e com os minerais do solo, sujeita à corrosão eletroquímica.
2.2.3.1. Formas de corrosão eletroquímica
A corrosão eletroquímica pode se processar sob uma infinidade de condições e envolver eletrodos de ligas diferentes ao não. Para a construção civil, as formas mais recorrentes de corrosão são as seguintes:
A) Pilha de ação local: envolve apenas um metal ou uma liga, e