UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CENTRO MULTIDISCIPLINAR – PAU DOS FERROS
BACHARELADO EM CIENCIA E TECNOLOGIA
MARIA GERLANIA DE OLIVEIRA QUEIROZ
ESTUDO E ANÁLISE DO PROCESSO CORROSIVO NO AÇOUGUE PÚBLICO DA CIDADE DE SÃO MIGUEL/ RN
PAU DOS FERROS 2018
MARIA GERLANIA DE OLIVEIRA QUEIROZ
ESTUDO E ANÁLISE DO PROCESSO CORROSIVO NO AÇOUGUE PÚBLICO DA CIDADE DE SÃO MIGUEL/RN
Trabalho de conclusão de curso apresentado a Universidade Federal Rural do Semi-Árido como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Ciência e Tecnologia.
Orientador: Profª Dra. Josy Eliziane Torres Ramos Coorientador: Profª Dra. Sanderlir Silva Dias
PAU DOS FERROS 2018
AGRADECIMENTOS Meus sinceros agradecimentos
Agradeço em primeiro lugar a Deus pelo dom da vida, pela força e determinação que sempre me proporcionou, me levando a viver momentos e a realizar sonhos que me pareciam inimagináveis.
À Profª Dra. Josy Eliziane Torres Ramos, por acreditar em mim, pelo auxílio, pelas ideias, pelo tempo desprendido a mim, pelos ensinamentos passados e por me guiar na elaboração deste trabalho;
À Profª Dra. Sanderlir Silva Dias, pela dedicação, pelo tempo e pelos ensinamentos a mim passados;
Ao Prof. Jennef Carlos Tavares, por aceitar contribuir com esse trabalho;
À Universidade Federal Rural do Semi-Árido, que proporciona-me a realização de sonho antigo e muito aguardo, de ser bacharel em ciência e tecnologia;
À todos os professores da UFERSA, que no decorrer dessa caminhada contribuíram para minha formação;
Aos meus amigos de caminhada, e que sempre estarão em meu coração: Layane, Alexsandro (Neguim), Samuel, Deassis, Luma, Bruna, Tairine, Bruna Fernandes, Ronni- elbe, Lilian, Liliane, Luiza e Emanuelle, e tantas outras pessoas que me ajudaram nesta caminhada.
À meu esposo César dedicado e companheiro, sempre incentivando nessa tarefa, que por vezes me pareceu tão árdua, pelo seu apoio incondicional, pelo seu amor sempre presente, pela paciência, me guiando e aconselhando nos momentos difíceis, sem você eu não teria chegado até aqui, você é o meu balsamo.
Aos meus filhos Miguel e Ana, e a eles dedico este trabalho, dedico todo o meu amor, vocês são a luz que me ilumina, todo o meu esforço é direcionado a vocês, obrigada por encherem meus dias de alegria, pelo sorriso nas horas de preocupação.
Aos meus pais João e Tereza, pela vida, pelo apoio, pelo carinho e cuidado com os meus filhos quando necessitei me ausentar, vocês são a minha fortaleza, sem vocês eu jamais teria chegado ate aqui.
Aos meus irmãos Terlandia, Lanja, Gessivan e Jecilanie pelo apoio, por acreditarem em mim, por me auxiliarem em tudo o que precisei, obrigada por serem meus irmãos no verdadeiro sentido da palavra.
À minha irmã Jecilanie, um dos meus espelhos de sabedoria, obrigada por estar aqui no momento mais difícil da minha e também no mais feliz, dedico este trabalho a você que é um grande exemplo para mim, estarei sempre por aqui e nunca desistirei de você.
À minha amiga, comadre Sara por estar presente nos momentos que mais necessitei, pelo ombro amigo, pelo apoio e cuidado aos meus pequenos.
Aos meus amigos de caminhada, as pessoas que ufersa me deu, e que sempre estarão em meu coração Layane, Alexsandro (Neguim), Samuel, Deassis, Luma, Bruna Tairine, Bruna Fernandes, Ronnielbe, Lilian, Liliane, Luiza e Emanuelle, e tantas outras pessoas que me ajudaram nesta caminhada, meu muito obrigada.
À Prefeitura Municipal de São Miguel, por proporcionar a mim e a todos os meus colegas o meio de locomoção, que nos permite freqüentar as aulas na cidade de Pau dos Ferros;
“Sábio é aquele que conhece os limites da própria ignorância.”
RESUMO
Corrosão é o processo de deterioração que ocorre com materiais metálicos em decorrência de sua interação com o meio, que provoca a perda de material e por conseqüência exige a substituição de peças inutilizáveis. Esse trabalho investigou de forma teórica e comparativa os tipos de corrosão, presentes no ambiente do açougue público, da cidade de São Miguel, no Rio Grande do Norte. A classificação dos processos corrosivos, com base na literatura e construção do triângulo da corrosão, para o ambiente em questão foram aplicados com sucesso para investigar os efeitos da exposição da carne aos metais presentes. A identificação e posterior classificação dos pontos de corrosão auxiliaram o entendimento sobre os resultados, que sugerem a todos os processos de corrosão o mesmo triângulo da corrosão. As análises comparativas sugerem substituição imediata das peças metálicas corroídas. O ambiente propício a formação da atmosfera corrosiva, revela fatores ambientais e estruturais que influência no surgimento de corrosão nos metais, que por ventura causam risco de contaminação das carnes, ali presentes.
ABSTRACT
Corrosion is the process of deterioration that occurs with metallic materials as a result of their interaction with the medium, which causes the loss of material and consequently requires the replacement of unusable parts.This work investigated in a theoretical and comparative way the types of corrosion, present in the environment of the public butcher's shop, in the city of São Miguel, Rio Grande do Norte. The classification of the corrosive processes, based on the literature and construction of the corrosion triangle, for the environment in question were successfully applied to investigate the effects of exposure of meat to the metals present. The identification and later classification of the corrosion points helped to understand the results, which suggest to all corrosion processes the same triangle of corrosion. The comparative analyzes suggest the immediate replacement of corroded metal parts. The environment conducive to the formation of the corrosive atmosphere reveals environmental and structural factors that influence in the appearance of corrosion in the metals, which possibly cause a risk of contamination of the meat present.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Ciclo de corrosão do aço 21
Figura 2 – Fatores que influenciam os processos de corrosão 22 Figura 3 – Formas localizadas de corrosão e suas respectivas escalas 23
Figura 4 – Esquema ilustrativo dos tipos de corrosão 26
Figura 5 – Seção polida de um corpo-de-prova de concreto 27
Figura 6 – Desagregação do concreto em bancada 28
Figura 7 – Fissura em estrutura de concreto. 29
Figura 8 – Representação do avanço da frente de carbonatação 30 Figura 9 – Mecanismo de lixiviação de produto em matriz de cimento 31
Figura 10 – Ação da corrosão por disgregação em concreto 32
Figura 11 – Classificação das ligas metálicas 33
Figura 12 – Classificação das ligas metálicas 34
Figura 13 – Representação esquemática do processo de corrosão atmosférica do
aço-carbono 35
Figura 14 – Obtenção e corrosão do ferro 36
Figura 15 – Triângulo da corrosão 37
Figura 16 – Ilustração esquemática de reações de corrosão eletroquímicas 38 Figura 17 – Influência dos custos diretos de corrosão, em relação ao PIB total dos
EUA 40
Figura 18 – Corrosão estimada para 2013 nos EUA 41
Figura 19 – Mapa do Rio Grande do Norte 46
Figura 20 – Organograma da Pesquisa 47
Figura 21 – Bancadas com Estrutura de Concreto Exposta 49
Figura 22 – Balança em avançado estado de corrosão 51
Figura 23 – Moedor de Carne e serra elétrica. 52
Figura 24 – Freezer onde as carnes não armazenadas 53
Figura 25 – Ganchos metálicos 55
Figura 26 – Portões de acesso ao açougue 56
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Formas de corrosão e suas respectivas causas 21
Tabela 2 – Composição química do concreto, com os percentuais de presença de cada composto
25
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABGALVA Associação Brasileira de Galvanização ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ABRACO Associação Brasileira de Corrosão
ASTM Sociedade Americana de Testes e Medidas
CA Concreto Armado
CE Ceará
CPF Centro de Previsão Financeira EUA Estados Unidos da América
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística OMC Organização Mundial da Corrosão
PIB Produto Interno Bruto
RN Rio Grande do Norte
LISTA DE SÍMBOLOS H2O Água
e Carga do Elétron CO2 Dióxido de Carbono
°C Graus Celsius Ca(OH)2 Hidróxido de Cálcio
mm Milímetros
Al2O3 Óxido de Alumínio
CaO Óxido de Cálcio SO3 Óxido de Enxofre
Fe2O3 Óxido de Ferro
MgO Óxido de Magnésio K2O Óxido de Potássio
SiO2 Óxido de Silício
Na2O Óxido de Sódio
% Percentual
pH Potencial Hidrogeniônico km Quilômetros
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 – Equação genérica da oxidação 21
Equação 2 – Oxidação do Ferro 21
Equação 3 – Oxidação do Alumínio 21
Equação 4 – Equação do Processo de carbonatação 29
Equação 5 – Reação de oxidação do Ferro 49
Equação 6 – Reação de redução do Oxigênio 49
Equação 7 – Reação de Formação do Hidróxido de Ferro 49
Equação 8 – Formação do Ácido Clorídrico 49
Equação 9 – Oxidação do Ferro 51
Equação 10 – Redução do Oxigênio 51
Equação 11 – Oxidação do Ferro 51
Equação 12 – Redução do Oxigênio 51
Equação 13 – Oxidação do Ferro 52
Equação 14 – Redução do Oxigênio 52
Equação 15 – Oxidação do Ferro 53
Equação 16 – Redução do Oxigênio 54
Equação 17 – Oxidação do Ferro 54
Equação 18 – Redução do Oxigênio 54
Equação 19 – Oxidação do Ferro 56
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 16 2. OBJETIVOS 18 2.1 Objetivo Geral 18 2.2 Objetivos Específicos 18 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 19 3.1 Corrosão 19 3.2 Tipos de Corrosão 22
3.3 Corrosão no Concreto Armado 25
3.3.1 O Concreto 25
3.3.2 Processos de Corrosão no Concreto 27
3.4 Aço e Corrosão 31
3.5 Triângulo da Corrosão 35
3.6 Mecanismos Básicos da Corrosão 36
3.6.1 Mecanismo Eletroquímico 37
3.6.2 Mecanismo Químico 37
3.6.3 Mecanismo Eletrolítico 38
3.7 Aspectos Econômicos da Corrosão 38
3.8 Métodos de Proteção a Corrosão 40
3.8.1 Revestimento Anticorrosivos 41
3.8.2 Revestimentos Metálicos 41
3.8.3 Revestimentos Não Metálico 41
3.8.5 Inibidores Corrossivos 42
3.8.6 Proteção Anódica 42
3.8.7 Proteção Catódica 42
3.9 Corrosão e Saúde 43
3.10 Açougue Público Municipal 44
4. MATERIAIS E MÉTODOS 46
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 48
5.1 CORROSÃO DO CONCRETO ARMADO NAS BANCADAS 48
5.2 A BALANÇA 49
5.3 MOEDOR DE CARNE E SERRA ELÉTRICA 50
5.4 O FREEZER 52
5.5 OS GANCHOS 53
5.6 OS PORTÕES 54
5.7 TRIANGULO DA CORROSÃO NO AMBIENTE 56
6. CONCLUSÕES 58
1 INTRODUÇÃO
Ao longo da história, os metais desempenharam um papel importante e decisivo junto a civilização. Energia elétrica, motores de combustão, navios, carros, ferrovias, aviões, ferramentas de precisão, máquinas, construções, sistemas sanitários, eletrodomésticos e até computadores não existiriam sem metais (TALBOT; TALBOT, 2018). Corrosão e desgaste são fatores que limitam a vida útil dos utensílios que apresentam metais em sua composição, reduzem sua eficiência e frequentemente afetam sua segurança. O controle de corrosão e a tecnologia de superfície são, portanto, de importância impar para as varias áreas que compõem a sociedade. (LANDOLT, 2007).
De acordo com Heyer et al. (2012), a corrosão pela sua definição mais simples consiste em um processo onde um metal retorna ao seu estado termodinâmico mais estável. Para a maioria dos materiais, isso corresponde à formação de óxidos ou sulfetos a partir dos quais surgiram, quando retirados da terra antes de serem refinados em materiais de engenharia úteis.
Segundo Usam & Ali (2018), as complexidades dos fenômenos de corrosão desafiam cientistas de corrosão, químicos, engenheiros mecânicos, civis e metalúrgicos. Diante desse panorama o autor sugere compreender os conceitos básicos que influenciam o processo de corrosão para uma análise mais sólida, posteriormente.
Atualmente, com os avanços tecnológicos, vários materiais podem desempenhar mais de uma função na mesma aplicação. Sendo assim, cresce a demanda por conhecimento de corrosão, com o objetivo de prolongar a vida útil desses materiais. A aplicação de novos materiais requer uma ampla informação sobre o comportamento desses materiais específicos em meios corrosivos (CICEK; AL-NUMAN, 2011)( HAGAROVÁ; CERVOVÁ; JAŠ, 2015).
O processo corrosivo ocorre dentro e fora das indústrias, e, em geral, pode ser considerado como um problema inevitável à humanidade (WANG et al., 2013). Os investimentos da indústria em pesquisas acerca de inibidores e processo de controle da corrosão tem como objetivo evitar custos corretivos com reparos e substituição de peças e equipamentos, e custos indiretos com contaminação de produtos, interrupção de produção, perda de eficiência, entre outros (MORETO, 2012).
Ao abordar em sua obra o episódio do colapso estrutural da ponte Silver Bridge sobre o rio Ohio, nos Estados Unidos, devido a corrosão sob tensão, Fontana (2005) destaca que,
além do aspecto econômico, a corrosão impacta também na segurança das pessoas, em virtude do prejuízo material desse acidente ter resultado em milhões de dólares e o prejuízo social foi a morte de 40 pessoas.
A existência de processos corrosivos em ambientes com umidade elevada, secreções e resquícios de soluções acidas ou alcalinas, consiste em um fator importante e que contribui de maneira relevante para tornar o meio em questão insalubre, já que a corrosão em meios aquosos representa 90% dos casos de corrosão de metais (WOLYNEC, 2003).
O prédio do açougue público de São Miguel encontra-se atualmente em estado alarmante de conservação. Após trinta anos de sua construção, nenhuma benfeitoria estrutural foi realizada no local, segundo consulta aos registros da prefeitura municipal. Vale salientar que uma tentativa de melhoraria aparente aconteceu em 1994, quando o prefeito da época realizou uma limpeza interna superficial, do local e efetuou a pintura da estrutura. Contudo, o episódio relatado ocorreu há mais de 24 anos, segundo usuários do local que há décadas exercem atividade comercial no açougue.
O presente trabalho visa analisar o grau de corrosão existente nas dependências do açougue e nos instrumentos de apoio, corte, pesagem e armazenagem da carne. Assim como a relação entre os tipos de corrosão, encontradas no ambiente do açougue público, da cidade de São Miguel, no Rio Grande do Norte, com o risco de contaminação das carnes comercializadas ali. O trabalho está organizado da seguinte maneira:
Este trabalho está dividido em seis capítulos. O capítulo dois apresenta o objetivo geral do trabalho, assim como os objetivos específicos. O capítulo três, refere-se à fundamentação teórica realizada junto a literatura, pertinente ao trabalho, introduzindo o conceito de corrosão, e logo após os tipos de corrosão presentes na literatura, convergindo para a corrosão no concreto armado, apresenta-se o triangulo da corrosão, os mecanismos básicos da corrosão, contemplando-se os métodos de proteção a corrosão, fazendo a relação corrosão e saúde e, por fim, apresentando o ambiente que o estudo foi proferido. No capítulo quatro, aborda-se a seção de materiais e métodos, que descreve o procedimento adotado, desde a obtenção das imagens até as justificativas de classificação dos tipos de corrosão, encontradas no açougue. O capítulo cinco contempla a apresentação dos resultados seguidos das discussões, fundamentadas nos conceitos da revisão bibliográfica. Por fim, no capítulo seis, são apresentadas as conclusões, relativas ao trabalho.
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Este trabalho vê como objetivo geral realizar um estudo acerca do fenômeno corrosivo no açougue público municipal da cidade de São Miguel interior do Rio Grande do Norte, analisando a perda de material metálico causado pela ação corrosiva e quais técnicas protetivas poderiam minimizar tais efeitos.
2.2 Objetivos Específicos
A partir do objetivo geral foi possível definir os seguintes objetivos específicos: • Evidenciar o processo corrosivo, através das reações entre o metal e o meio; • Identificar as formas de corrosão encontradas;
• Identificar os fatores que influenciam na velocidade da corrosão;
• Montar o triângulo de corrosão, evidenciando metal, meio e condições operacionais; • Propor soluções com técnicas preventivas/protetivas contra o processo de corrosão
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1 CORROSÃO
A corrosão é um fenômeno físico-químico, natural e presente no cotidiano das pessoas, podendo ser observada nos diferentes tipos de materiais. O processo corrosivo apresenta-se como uma das principais causas de falhas de componentes e estruturas, na engenharia (GAO & GUO, 2018).
A literatura apresenta várias definições relativas ao processo de corrosão, algumas mais amplas e generalistas e outras mais objetivas, provenientes de literatura específica. De acordo com a Sociedade Americana de Teste e Materiais(ASTM), a corrosão pode ser definida como sendo “uma reação química ou eletroquímica entre um material, geralmente um metal, e o meio ambiente, promovendo um estado de deterioração do material e suas propriedades (ASTM G15-08, 2008).
Callister e Rethwisch (2012) afirmam que, na corrosão, o metal reage com substância presentes no meio ambiente, em um processo eletroquímico, resultando na transferência de elétrons, tendo como produto final a formação de óxido, hidróxido ou sal, que são os produtos da corrosão.
Fontana (2005) descreve o processo de corrosão como sendo uma metalurgia de baixos níveis de energia. Uma vez que, os metais são menos estáveis, na sua forma elementar, do que quando comparados aos metais compostos, os minérios, ocorre uma necessidade desses metais se combinarem com outros elementos químicos a fim de atingirem a estabilidade energética. O autor ainda afirma que não é possível reverter as leias da termodinâmica para evitar o processo de corrosão, no entanto é possível amenizar os efeitos corrosivos a níveis aceitáveis, desde que seja feito de forma ambientalmente segura e econômica. A Figura 1 apresenta o ciclo de corrosão do aço, abordando as fases de ganho o perca de energia.
Figura 1 – Ciclo de corrosão do aço.
Fonte: (DAVIS, 2000a).
De acordo com Gentil (2011), no processo corrosivo, a transferência de elétrons acontece de forma simultânea e equilibrada. Esse processo é denominado oxirredução, os metais geralmente possuem elétrons livres e apresentam uma tendência de doar ou recebê-los, quando doados os elétrons é gerada a reação de oxidação, em contraponto a substância que reage com metal ganha esses elétrons, é então gerada a reação de redução. Ainda para Gentil (2011), a reação de oxidação é representada de forma genérica pela equação:
− + Μ →
Μ n ne (1)
Onde M é um metal aleatório, n é a quantidade de elétrons cedido na reação e o e corresponde a carga do elétron.
Ainda de acordo com Gentil (2011) a quantidade de elétrons cedidos varia de metal para metal, para o ferro pode-se evidenciar essa perca de elétrons através das equações:
Fe (s) → Fe2+ + 2 e- 0 = −0,44 V (2)
Al(s) → Al 3+ (aq) + 3e- 0 = −1,66 V (3)
O fenômeno da corrosão ocorre por diversas formas e pode ser classificada considerando-se a ação de um ou mais, dos seguintes fatores: natureza do agente corrosivo,
mecanismos de corrosão e aparência do material corroído (HORNBOSTEL; LARSEN; GEIKER, 2013) e (LANDOLT, 2007).
A dinâmica dos processos de corrosão nos materiais é influenciada por muitos fatores, como mostra a Figura 2. As forças mecânicas incluem tensões de tração, choques e fricção. Os parâmetros físicos contemplam aspectos como temperatura, convecção, irradiação e entre outros. A composição química do ambiente, onde ocorre à corrosão é um parâmetro relevante. E, por fim, a composição química do material, assim como sua microestrurura, fecham o ciclo de fatores relevantes à corrosão (HORNBOSTEL; LARSEN; GEIKER, 2013; LANDOLT, 2007).
Figura 2 – Fatores que influenciam os processos de corrosão.
Fonte: Adaptado de (LANDOLT, 2007).
Conforme Fontana (2005) o processo corrosivo é classificado segundo a natureza do processo e sua observação. Quanto à natureza, este processo pode ocorrer em ambiente úmido ou seco, em relação à observação, é utilizado na identificação dos tipos de corrosão e baseia-se na escala em que o fenômeno ocorre. Segundo o autor, os processos de corrosão ocorrem em escala macro e microscópica. A Figura 3 apresenta um esquema que relaciona os tipos de corrosão e suas respectivas escalas.
Fonte: Adaptado de (LANDOLT, 2007).
.
3.2 TIPOS DE CORROSÃO
Diante do exposto, pode - se observar os vários tipos e formas de corrosão. Cada forma de corrosão e as condições responsáveis pela sua iniciação, geralmente, diverge de uma para a outra (ZHU et al., 2017).
FONTANA (2005) propõe uma classificação de danos de corrosão nas seguintes categorias, como ilustrado na Tabela 1, abaixo:
Tabela 1 – Formas de corrosão e suas respectivas causas.
Tipo de Corrosão Características Referência
Uniforme
● Perda uniforme de material; ●Superfície corroída gradualmente; ●Proveniente da ação de ácidos fortes
(JANG; OH, 2010)
Galvânica (Bi metálico)
●Entre metais;
●Resultante de célula eletroquímica;
(STANSBURY;
BUCHANAN, 2000; WANG et al., 2012)
(Fenda) oxigênio entre dois locais; ●Formação de uma célula eletroquímica;
●Ocorre dentro de rachaduras e em outros locais de baixo acesso ao oxigênio;
Puntiforme ou Por Pite
●Observada em metais passivos na presença de certos ânions (em particular cloreto);
●Produz cavidades com diâmetros na ordem de várias dezenas de
micrômetros;
(FRANKEL, 1998)
Intergranular
●Ataque seletivo aos contornos de grãos;
●Relacionado a tratamentos térmicos; ●Precipitação preferida de fases nos limites de grãos;
(CHEN et al., 2017)
Seletiva (Lixiviação ou desalinhadora)
●Dissolução seletiva de um dos componentes de uma liga; ●Formação uma solução sólida; ●Formação de uma camada porosa;
(BAUTISTA; ALVAREZ; VELASCO, 2015)
Erosão
●Reação eletroquímica combinada; ●Perda de material por desgaste mecânico;
(ZENG; GUO; ZHANG, 2017)
Rigor por estresse
●Ação combinada da corrosão e do estresse mecânico;
●Formação de fissuras;
(LIU et al., 2016)
Intragranular
● Corrosão na rede Cristalina;
● Perda das propriedades mecânicas;
● Apresenta fraturas do material; (GENTIL, 2011)
Filiforme
● Processo ocasionado por células de oxigênio;
● Formação de filamentos; ● Apresenta fraturas do material; ● Alta umidade do ar e revestimentos permeáveis a tornam mais propensa;
(WILLIAMS; GRACE, 2011)
Dezincificação
● Processo comum em ligas metálica Zn-Cu;
● Corrosão do zinco em detrimento do cobre;
● Zinco age como ânodo de sacrifício;
Em Torno do Cordão de Solda
● Processo de corrosão intergranular; ● processo ocasionado pela presença de elétrons sob tensão;
● Apresenta corrosão em torno da solda do material;
(GENTIL, 2011)
Empolamento por Hidrogênio
● Degradação do material metálico; ● Formação de bolhas, devido à pressão gerada pelo hidrogênio;
(KHOMA et al., 2016)
Por Placas
● Processo de corrosão superficial no metal;
● Formação de placas;
(GENTIL, 2011)
Alveolar
● Processo corrosivo que apresenta formação de sulcos e pouca
profundidade;
(GENTIL, 2011)
Por Esfoliação
● Processo em que ocorre a desintegração do material; ● Corrosão acontece de forma paralela à superfície;
● Apresenta placas paralelas ao material;
(GENTIL, 2011)
Grafítica
● Processo corrosivo de oxidação no metal com exposição do carbono; ● Apresenta pontos escuros da grafite exposta nos locais corroídos;
(GENTIL, 2011)
Fonte: Autoria própria.
A Figura 4 complementa a Tabela 1, apresentando ilustrações relativas a dinâmica do processo corrosivo de alguns tipos de corrosão abordados na tabela.
Fonte: Adaptado de (KOCH et al., 2002, p. 67).
3.3 CORROSÃO NO CONCRETO ARMADO
O concreto é constituído por uma mistura de matérias que lhe confere características imprescindíveis como a facilidade de modelagem, é largamente utilizado na construção civil e proporciona ao metal à cobertura que se torna o principal meio de proteção a corrosão, contudo a durabilidade deste material esta intimamente ligada à manutenção do mesmo, já que a corrosão deste material acontece de forma silenciosa só sendo possível seu diagnóstico quando já é perceptível a presença de fissuras na superfície do concreto(GURGEL et al., 2017).
3.3.1 O concreto
O concreto apresenta-se como um tipo material com uma estrutura bastante heterogênea e complexa (ANDRADE; GARCÉS; MARTÍNEZ, 2008). Para Araujo et al. (2017), o concreto tem um composição complexa com micro e macro estruturas que são responsáveis pela durabilidade do material, trata-se de um material poroso e quando endurecido pode ser considerado uma rocha artificial. Apresenta dois constituintes distintos: os agregados de partículas e a pasta de cimento, a primeira parte apresenta uma fase
denominada fase de transição que é a parte mais porosa do concreto e onde as fissuras começam a aparecer. Na Figura 5 podem-se identificar os dois constituintes principais: a pasta de cimento endurecida (região clara) e partículas de agregado (região escura).
Figura 5 – Seção polida de um corpo-de-prova de concreto
Fonte: Adaptado de (MEHTA; MONTEIRO; FILHO, 1994, p. 12).
Os componentes principais do concreto, cuja identificação pode ser feita mediante uma análise química dos elementos, como consta na Tabela 2 abaixo.
Tabela 2 – Composição química do concreto, com os percentuais de presença de cada composto.
Fonte: Adaptado de (MALHOTRA; CARINO, 2003, p. 56).
A quantidade de vazios presentes na região de transição influencia na entrada de íons para o interior do concreto, e esse problema gera a busca contínua pela formulação de
um concreto que apresente o menor índice de vazios possível a fim de garantir uma maior durabilidade do concreto (SILVA; MONTEIRO, 2016).
3.3.2 Processos de Corrosão no Concreto
O concreto oferece ao material metálico uma dupla proteção: a proteção física na cobertura do metal protegendo-o do contato com o meio, e uma proteção química oriunda de seu elevado pH que proporciona a formação de uma película passivadora que envolve e protege o metal, no entanto uma alteração do pH pode provocar a quebra dessa película e o material estará suscetível ao ataque corrosivo (BARROS et al., 2016).
De acordo com Araújo (2013) os processos físico-mecânico e físico-químico são os fatores primordiais para a ocorrência de corrosão no concreto armado, em particular o processo físico-mecânico, que é comumente associado à erosão, cavitação e abrasão.A Figura 6 ilustra o processo de desagregação do concreto em uma bancada de alvenaria.
Figura 6 – Desagregação do concreto em bancada.
Fonte: AECWEB (2016).
A desagregação e formação de fissura são bastante comuns e determinantes no avançado da corrosão, a desagregação expõe o metal ao meio, e a formação das fissuras abre caminho para a penetração dos agentes corrosivos como os íons para o interior da estrutura. A Figura 7apresenta uma estrutura de concreto afetada por fissura.
Figura 7 – Fissura em estrutura de concreto.
Fonte: MAINARDI NOAL, (2016).
Em relação aos processos físico-químicos temos três processos distintos: Carbonatação
Neste processo, oriundo a ação de agentes químicos, como por exemplo, o dióxido de carbono (CO2) que penetram no concreto, através dos poros e capilares e reagem com a umidade do sólido, tendo como resultado a alteração do pH que provoca a destruição da camada protetora do concreto (SILVA; MONTEIRO, 2016). A equação apresenta a reação desencadeada no processo de carbonatação.
Ca (OH)2 + CO2 HO2 −−→ CaCO2 + H2O (4)
A Figura 8 apresenta o avanço da frente de carbonatação até atingir a armadura podendo deflagrar o processo de corrosão devido a sua despassivação.
Figura 8 – Representação do avanço da frente de carbonatação.
Fonte: (TULA; HELENE, 2000, p. 78).
Lixiviação
No processo de lixiviação, a água ao entrar em contato com o cimento extrai da pasta base o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) presente em sua composição. Esse processo aumenta a porosidade do concreto, que faz com sua resistência fique comprometida e sua deterioração ocorrer de forma intensa (MACIEL, 2015).
Se/gundo Sloot (2002), os mecanismos de lixiviação controlados podem ser distinguidos pelo potencial disponível para a lixiviação, por solubilidade ou reações de sorção e limitações de transferência de massa.
Os mecanismos de lixiviação, aplicados em uma matriz cimentícia, conforme Figura 9, podem ocorre através da dissolução, difusão e/ou lavagem superficial.
Fonte: Adaptado de (GROOT; SLOOT, 1992, p. 142).
Disgregação
Fenômeno que consiste na perda de massa, diminuição da resistência mecânica e a formação de produtos expansivos, acarretado por agentes agressivos como ácidos sulfúricos e cloretos, em regiões da estrutura com baixa resistência corrosiva ou ainda inexistência de cobertura do metal, na corrosão do concreto armado esse fenômeno é o mais observado (MACHADO; MENDES, 2014).
Fonte: Adaptado de (DÓREA et al., 2010, p. 07).
3.4 AÇO E CORROSÃO
Material amplamente utilizado na indústria e na construção civil, o aço é uma liga metálica composta por ferro e carbono, que pode sofrer degradação física, química e mecânica, quando em contato com agentes que propiciam a formação da corrosão como água e o ar (PANNONI, 2007).
Os aços podem ser classificados quanto: a sua composição química, como aços- carbono e aços-liga, ao seu processamento, com aços laminados a quente ou aços laminados a frio, a sua microestrutura, as suas propriedades mecânicas e outros (DAMIN; GENEROSO; NETO, 2017). A Figura 11 apresenta a classificação das ligas metálicas, com a presença do aço.
Fonte: Autoria Própria (2018).
O aço compreende ferro e outros elementos, como carbono, manganês, fósforo, enxofre, níquel, cromo e outros elementos em menor percentual. Variações na composição química do aço são responsáveis por uma grande variedade de classes e propriedades do mesmo (RIBEIRO, 2017).
O ferro é um elemento de grande utilização na produção de ligas para aplicação na engenharia. A importância das ligas a base de ferro no estudo dos materiais se deve à sua alotropia, que se caracteriza pela capacidade que alguns elementos apresentam de possuir mais de um arranjo atômico em função da temperatura e/ou pressão (DAVID et al., 2014). A Figura 12 ilustra o fenômeno de alotropia do ferro.
Fonte: (DAVID et al., 2014).
Atualmente, na literatura especializada, não existe uma classificação para os aços definitiva, devido a inclusão de novas ligas em função da inclusão de novos elementos, em sua composição química. Mesmo assim, órgãos como a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE) e a Sociedade Americana de Testes e Medidas (ASTM) apresentam sistemas de catalogação e classificação dos aços que tem atendido as demandas atuais (MERAZ et al., 2017). A Tabela 3 lista os aços indicados para a armadura de estrutura de concreto armado.
Tabela 3 – Composição química dos aços usados em concreto armado.
De acordo com Broomfield (2006), a corrosão do aço no concreto caracteriza-se como um grande problema enfrentado pelos engenheiros civis, pois o mesmo mantêm uma infraestrutura envelhecida, passando a ser considerado um causador de problemas de engenharia e econômicos.
Os cientistas e engenheiros de corrosão passam grande parte do tempo tentando encontrar formas de impedir a corrosão do aço aplicando revestimentos protetores. Outros metais, como zinco, polímeros como acrílicos ou epóxis são usados para impedir que as condições corrosivas cheguem às superfícies de aço (CAO; DONG; LIN, 2017).
A corrosão ocorrida no ferro e em ligas como aço-carbono, quando expostos à atmosfera ou submersos em água provoca a deterioração do material, a partir de sua superfície. As reações de oxidação e de redução convertem o material em óxido, hidróxido ou sal. O processo de corrosão provocado em meio atmosférico ilustra-se na Figura 13.
Figura 13 – Representação esquemática do processo de corrosão atmosférica do aço-carbono.
Fonte: (DAVID et al., 2014).
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A extração do ferro passa pelos processos de alto forno, aciaria e conformação, deles é extraído o minério de ferro, coque e fundente, Pannoni (2007)afirma que 60% do aço obtido em todo o mundo é através desse processo metalúrgico. A Figura 11 apresenta o processo siderúrgico de fabricação do aço.
Figura 14 - Obtenção e corrosão do ferro.
Fonte: Pannoni (2008 apud Oliveira, 2012).
Gentil (2011) configura a corrosão como o inverso da metalurgia, no processo corrosivo temos como resultado final o minério de ferro hidratado e ocorre liberação de energia, e na metalurgia através da adição de energia obtemos o ferro em sua forma pura.
3.5 TRIÂNGULO DA CORROSÃO
No estudo dos mecanismos básicos do processo corrosivo, existem fatores de signifi- cativa relevância, contudo algumas variáveis desse processo exigem que a observemos mais profundamente, pois estas podem nos possibilitar uma melhor análise sobre a ocorrência e prevenção da corrosão (GENTIL, 2011)
Segundo Groysman (2009), o material, geralmente um metal, quando não apresenta capa de proteção, por exemplo, um biofilme ou uma armadura de concreto, caracteriza-se como um material desprotegido e sendo um forte indicador da ocorrência de corrosão. Outro elemento que contribui, significativamente, para proporcionar a reação de corrosão, consiste no potencial eletroquímico, que pode ter no oxigênio o principal contribuinte. A presença do eletrólito, que corresponde ao meio em que a reação ocorre, também lista-se como parâmetro. O meio eletrólito pode ser representado pela umidade, presentes nos espaços do material, no caso do concreto corresponde aos espaços presentes nos poros, e pela água que se acumula nesses espaços. Por fim, vale mencionar as condições operacionais, que podem ser abordadas pelo esforço mecânico ou pela falta de manutenção. A Figura 15 apresenta o triangulo da corrosão, com os vértices apontando os parâmetros determinantes à corrosão.
Figura 15 – Triângulo da corrosão.
Fonte: Autoria Própria.
Precisa-se considerar a composição química do material a sofrer corrosão, já que em situações especificas o processo de corrosão tende a ser acelerado em virtude deste parâmetro, como também de alguns outros: a presença de impurezas, a união de materias distintos na composição do metal, tratamentos técnicos e mecânicos (CRAMER; COVINO, 2006).
O meio corrosivo pode ser considerado forte indicador, do quanto o processo corrosivo pode ser agressivo, esta sob influencia do pH, temperatura, teor de oxigênio, composição química do material, pressão e muitas outras variáveis algumas das quais foram relatadas acima (SASTRI, 2012).
A forma de conservação e solicitação do material também interfere no processo corrosivo, as solicitações mecânicas, a movimentação entre o material metálico e o meio, e a necessidade da utilização de proteção corrosiva (GENTIL, 2011).
3.6 MECANISMOS BÁSICOS DA CORROSÃO 3.6.1 Mecanismo Eletroquímico
Na corrosão em ambiente úmido ocorrem mudanças na energia do sistema de natureza eletroquímica que envolve movimento de cargas elétricas, neste processo geralmente ocorrem mudanças de material metálico para não metálico e possíveis mudanças no estado físico (DAVIS, 2000).
Na corrosão eletroquímica existe o compartilhamento de elétrons onde a região denominada ânodo sofre um processo de redução e a região denominada cátodo sofre o processo de oxidação, esta reação ocorre comumente em um meio eletrolítico, é gerada uma pilha de corrosão e essa transferência de elétrons entre o meio aquoso e os metais acontecem de forma rigorosamente equivalente (GENTIL, 2011).
No mecanismo eletroquímico a corrosão pode ser viabilizada pelos meios de corrosão aquosa, corrosão atmosférica, corrosão no solo e a corrosão em sais fundidos. Na Figura 16 observa-se o mecanismo de corrosão eletroquímica, no concreto.
Figura 16 – Ilustração esquemática de reações de corrosão eletroquímicas.
Fonte: Adaptado de (ROBERGE, 2000, p. 162).
3.6.2 Mecanismo Químico
Na corrosão química existe a interação química direta entre o material e o meio corrosivo, este material pode não necessariamente metal, há ausência de corrente elétrica e
não existe a necessidade de meio aquoso, nesse caso alguns facilitadores irão influenciar no processo corrosivo, exemplo de alguns facilitadores são a temperatura elevada, a ação dos gases, ácido sulfúrico e os solventes orgânicos (YEOM et al., 2018).
3.6.3 Mecanismo Eletrolítico
Este tipo de corrosão ao contrario dos outros dois primeiros não ocorre de forma espontânea, este processo é também conhecido como hidrolise e nele um material sofre deterioração quando é forçado a funcionar como ânodo através de uma diferença de potencial elétrico. Alguns fatores estão intimamente ligados a essa diferença de potencial como a intensidade de corrente, distancia entre a estrutura interferente e a interferida, diferença de aeração, diferença química e muitos outros fatores (MATSUMURA, 2017).
3.7 ASPECTOS ECONÔMICOS DA CORROSÃO
O processo físico-químico intitulado de corrosão influencia os mais diversos segmentos da indústria mundial, dos quais pode-se destacar a indústria naval, petrolífera, química, ferroviária ou ainda na construção civil e provocando perdas econômicas que atingem cifras astronômicas (GENTIL, 2011).
Essas perdas ocorrem de forma direta ou indireta, as perdas diretas dizem respeito aos custos com reposição de peças danificadas e a manutenção das peças seja em pinturas ou qualquer outro meio de manutenção. Em relação às perdas indiretas pode-se citar: paralisações para limpeza ou troca de peças corroídas, perda total de peças, contaminação de produtos proveniente de corrosão nas tubulações de produção, e muitas outras situações que evidenciam o quanto a corrosão afeta economicamente um país (GENTIL, 2011).
Os gastos relativos às medidas de prevenção e amenização do processo corrosivo, estendidos a nível mundial são bastante expressivos. Segundo a Organização Mundial da Corrosão (World Corrosion Organization), estima-se que o investimento na recuperação do maquinário industrial, gira em torno de 2,8% do PIB (Produto Interno Bruto) mundial. Considerando os valores elevados, na ordem de bilhões de dólares, a substituição de peças e correção de danos causados por tal problema, supera o PIB de mais de 150 países pelo mundo (ABRACO, 2016).
Ao longo dos anos, um perfil do impacto da corrosão na economia de diversos países é traçado com base em dados extraídos da OMC, em especial nos países de economia
industrializada, tendo os efeitos da corrosão influenciando no gasto do PIB destas nações. Sendo assim, de extrema importância estudos econômicos desta natureza (ABGALVA, 2017)
Em um estudo conduzido pela agência CC Technologies Laboratories Inc. de 1999 a 2001, foi possível estimar a relação corrosão/economia. Em uma análise detalhada do estudo em questão realizada por Gentil (2011), o autor relata que não existem estudos semelhantes sobre a corrosão no Brasil, e enfatiza os custos diretos e indiretos que seriam de 276 bilhões de dólares, cada um, correspondendo a 3% do PIB americano, como pode ser observado na Figura 17.
Figura 17: Influência dos custos diretos de corrosão, em relação ao PIB total dos EUA.
Fonte: Adaptado de (KOCH et al., 2002)
Segundo (CAVALCANTE, 2010) a Associação Brasileira de Corrosão (ABRACO) estima que a corrosão, consome aproximadamente 5% do PIB nacional, este percentual pode chegar a 25 milhões por ano.
O consumo do aço caracteriza-se como o maior, em relação aos metais, no Brasil e no mundo. Os maiores consumidores deste metal são as indústrias e a construção civil, e em virtude dessa grande demanda e por ação da corrosão deteriorando esse material, 20% da produção de aço nacional é utilizada na reposição de peças corroídas e 40% transforma em sucata em poucos anos (OLIVEIRA, 2012).
No estudo realizado pelo Centro de Previsão Financeira (Financial Forecast Center) tendo como base o estudo realizado pela NACE em 1998 e após realizar cálculos, como inflação, desde o de lançamento do relatório até o ano 2013 estima que os custos de corrosão para o ano de 2013 seria de 1 trilhão de dólares. Conforme é possível verificar na Figura 18.
Figura 18: Corrosão estimada para 2013 nos EUA.
FONTE: Adaptado de (NACE; G2MTLABS, 2015).
No Brasil a Associação Brasileira de Galvanização (ABGALVA) afirma que em 2013 foram gastos nos danos provocados pela corrosão 4% do Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro, estimado em 4,8 trilhões de reais (ABGALVA, 2017).
Diante do panorama apresentado através de números e estimativas nesse estudo podemos considerar que a corrosão avança conforme o desenvolvimento da tecnologia e esse é um problema que não deve ser subjugado, pois seus efeitos são bastante expressivos para a economia (GENTIL, 2011).
3.8 MÉTODOS DE PROTEÇÃO A CORROSÃO
Alguns materiais podem apresentar resistência própria a determinados meios corrosivos, como o alumínio, por exemplo, que é bastante utilizado na fabricação de portas, portões, janelas e outros produtos portões, por sua capacidade de entrar em passivação e não sofrer corrosão, contudo a grande maioria dos materiais não possuem essa capacidade e apresentam baixa resistência a corrosão, mas foram as grandes percas econômicas enfrentadas nos mais diversos segmentos da indústria vítima da ação corrosiva que levou-se ao desenvolvimento de
técnicas anticorrosivas, com a intenção de cessar ou diminuir de forma considerável os danos causados por tal problema(GENTIL, 2011). Algumas destas técnicas são apresentadas a seguir:
3.8.1 Revestimento Anticorrosivos 3.8.2
A utilização deste tipo de material ocorre devido à formação de uma película protetora criada entre o meio corrosivo e o material a ser protegido. Essa película formada por compostos como os óxidos e hidróxidos apresenta características ideais para o fim em que é utilizada, como baixa permeabilidade, resistência química ao meio, impacto, propriedades físicas adequadas aos esforços a que será submetido e possuem um baixo valor econômico que permite reparos constantes e não apresentam emendas na sua superfície em que foi utilizado (GENTIL, 2011)
No entanto para a utilização deste tipo de material protetor existe a necessidade da preparação da superfície que irá recebê-lo, que precisa estar muito limpa livre de impurezas e substâncias lubrificantes (FREIRE; FLORIDO, 2016).
3.8.3 Revestimentos Metálicos
Neste processo é utilizado o metal em sua forma líquida, e este ao entrar contato com a superfície a ser revestida sofre um processo de solidificação e forma uma película protetora artificial porosa na superfície, bastante resistente ao atrito, ao impacto mecânico e do contato elétrico que pode ocasionar ou acelerar o processo corrosivo(GENTIL, 2011).
Sua eficácia está diretamente ligada à correta utilização da técnica de revestimento com esse material, para sua utilização é necessário um técnico especializado na aplicação do material e também da boa qualidade e capacidade do metal utilizado no revestimento(GENTIL, 2011).
3.8.4 Revestimentos Não Metálicos
Também conhecido como revestimento orgânico, constitui o meio anti corrosivo mais utilizado por seu baixo valor econômico em contraponto a sua grande capacidade de proteção. São constituídos por tintas, cimento, cerâmicos, esmaltes, vidros e diversos materiais que
quando aplicados formam uma película sólida, aderente, impermeável e flexível, e ecologicamente menos danosa (VIANA et al., 2012).
3.8.5 Modificação do meio
Este tipo de proteção da corrosão consiste no manejo das características físicas e químicas do meio, como o pH e na remoção dos gases dissolvidos, o pH promove a passivação dos metais, ou seja, promove a formação da película protetora e a remoção do oxigênio que acontece com a utilização de vapor de água num processo mecânico, ou através da utilização de seqüestradores de oxigênio, num processo químico, promove a diminuição da intensidade no processo corrosivo (ROSSI et al., 2007).
3.8.6 Inibidores Corrosivos
Os inibidores da corrosão são substancias orgânicas ou inorgânicas que ao serem adicionadas ao meio corrosivo por meio da adsorção, formam um filme fino e resistente atenuando o progresso das reações corrosivas, são classificadas a partir de sua composição e comportamento. Em relação à composição são classificadas como orgânicas ou inorgânicas, com relação ao comportamento temos os inibidores catódicos, não oxidantes, anódicos, catódicos e de adsorção (JR et al., 2018).
3.8.7 Proteção Anódica
Baseia-se na formação de uma película protetora passivadora no metal através da aplicação de corrente anódica externa, este processo se dá com a utilização de corrente elétrica no metal que o força entra na zona de transição ativo/passivo, essa corrente deve ser mantida constante para que ocorra a formação e a manutenção da película protetora e o material continua protegido, caso ocorra a descontinuação do fornecimento da corrente elétrica, essa película pode vir a ser desfeita, expondo o material a corrosão novamente (ROSSI et al., 2007).
Técnica bastante utilizada no combate a corrosão das instalações submersas, enterradas e em contato com eletrólitos. Trata-se de uma técnica bastante eficaz, pois consegue prevenir a corrosão por longos períodos ainda que em ambiente agressivo e propicio a corrosão, seu mecanismo de aplicação é simples, baseia-se na eliminação da região anódica, forçando o material a apresentar comportamento catódico, de forma artificial.
São utilizados dois mecanismos para a obtenção da proteção catódica: • Proteção Galvânica ou por Anodo de sacrifício;
• Proteção Catódica por Corrente Impressa;
A Proteção Galvânica ou por Anodo de sacrifício origina-se a partir da diferença de potencial entre o metal a ser protegido e o anodo de sacrifício gerando uma corrente elétrica, este processo faz com o que o metal utilizado na cobertura do material protegido sofra a deterioração, enquanto o outro material fica protegido. Já Proteção Catódica por Corrente Imprensa é originada da força eletromotriz que fornece a corrente elétrica necessária para a proteção do material metálico(GENTIL, 2011).
3.9 CORROSÃO E SAÚDE
O consumo de carne na alimentação humana é recomendado, pois trata-se de uma rica fonte de proteína e de diversos minerais dentre eles o ferro no entanto, o nível de contaminação ofertado por esse é alimento abrangente, já que ele pode ser fonte de doenças acarretadas por fungos, bactérias, parasitas e metais pesados (SANTOS et al., 2016).
Nos açougues em geral, é bem comum o uso de detergentes orgânicos (ácidos sulfúrico e clorídrico) e também dos inorgânicos (lático, glucônico, hidroxiacéico) para a remoção de sujeiras. Estes quando associados aos sais presentes nos resíduos protéicos podem acelerar o processo corrosivo no ambiente (RODRIGUES, 2013).
Os elementos químicos são substâncias que fazem parte do ciclo de alimentação de todos os seres vivos, suas concentrações habitualmente não causam efeitos nocivos no organismo, contudo, quando há um descontrole nessa concentração, alguns problemas podem ser verificados. Metais como chumbo, níquel e mercúrio podem causar intoxicações e alterações estruturais, ainda outros como cobre, zinco e cromo são essenciais ao funcionamento do organismo humanos a sua ingestão acontece de diversas formas, mas 90 % é através da alimentação e não deve ultrapassar 50 mg/kg para um individuo adulto (CÔNSOLO, 2015).
O ferro é considerado um dos minerais mais importantes para o corpo humano e a sua deficiência é classificado como anemia sendo necessária adição de alimentos ricos nesse minério na dieta, sendo bastante comum esse problema em mulheres e crianças, em contraponto seu excesso no organismo esta associado à ocorrência de doenças como: problemas isquêmicos e vasculares, neoplasias malignas, infecções, acidente vascular cerebral, artrite e diversos outras doenças (BONOMO, 2010).
3.10 AÇOUGUE PÚBLICO MUNICIPAL
São Miguel é um município do interior do Rio grande do Norte, distante 411 km da capital Natal, localizado na região do alto oeste potiguar. Sua população é de 22.157 habitantes de acordo com IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), dados são do último censo realizado em 2010, com uma estimativa de 23.610 para 2017. O município possui uma área total de 166,23 Km² e possui uma densidade demográfica de 129,5 hab/km² ainda segundo o IBGE em dados coletados em 2010.
Ainda segundo o IBGE, o clima é tropical chuvoso, com temperatura média de 23,2 °C e precipitação média de 912 mm por ano, o tempo médio de insolação é de 2700 horas anuais com umidade do ar em torno de 66%.
O município de São Miguel faz divisa com Encanto/RN, Coronel João Pessoa/RN, Venha Ver/RN e Icó/CE.
A obra do açougue público, da cidade de São Miguel, no estado do Rio Grande do Norte, foi realizado a pouco mais de três décadas pelo então prefeito da época, entre os anos de 1982 a 1988. No período da construção, a mesma era uma obra bem vista pela população, já que daria mais segurança e confiança aos micaelenses, ao adquirir fontes protéicas para o consumo diário.
Devido a um incêndio, na década de 1980, os registros da construção foram perdidos no 2o cartório de ofício notas, da cidade de São Miguel.
O prédio conta com 22 boxes, de aproximadamente quatro m2, distribuídos ao longo de um pavimento único. As carnes de origem bovina, suína e caprina, eram comercializadas pelos vendedores, nas áreas delimitadas pelos boxes. Nesse espaço, era acomodado um freezer e uma bancada para depositar a balança utilizada na pesagem da carne. Cada boxe dispunha de quatro ganchos de ferro onde as carnes poderiam ficar expostas para a venda.
Ao longo do tempo o ambiente sofreu ação da corrosão, avarias por todos os lados e atualmente esta numa situação de total abandono, não recebe qualquer tipo de fiscalização,
seja por parte da prefeitura ou dos órgãos competentes, os comerciantes que permanecem no local sentem o abandono a que estão submetidos, mas alegam permanecer lá por não dispor de verbas para ocupar outro ambiente menos poluente e mais higiênico. A Figura 19 apresenta a localização geográfica da cidade de São Miguel no mapa do Rio Grande do Norte.
Figura 19: Mapa do Rio Grande do Norte
4 MATERIAS E MÉTODOS
Este trabalho de pesquisa foi motivado a partir de registros fotográficos, que ao passarem por análise visual verificou-se o potencial corrosivo do meio e a quantidade e tipificação de corrosão encontrada no ambiente analisado.
Inicialmente o trabalho consistiu na pesquisa bibliográfica acerca do tema corrosão, suas características, tipos, e as variáveis envolvidas no processo, levantando as definições dos autores especializados no assunto e suas contribuições sobre o assunto abordado.
Em Novembro de 2017 realizou-se a primeira visita ao açougue, e posteriormente, aconteceram novas visitas, que foram registradas através de fotografias, e que serviram como base na observação do tipo de corrosão encontrada, para a comparação com a literatura consultada, e identificação do material utilizado, o meio corrosivo e as condições operacionais a que são expostos o material.
O organograma abaixo representa na figura 20 apresenta o processo de pesquisa e a dinâmica do trabalho, desde à análise dos materiais encontrados e sua caracterização baseado na literatura especifica.
Figura 20: Organograma da Pesquisa
Fonte: Autoria própria (2018).
Revisao Bibliográfica Visitas à Campo
Registro de imagens Análise das Imagens
Os materiais analisados in situ foram Uma balança;
Quatro portões; Um freezer; Vários ganchos;
Todas as bancadas de apoio; Um moedor de carne; Uma serra;
A partir do triangulo de corrosão foi possível identificar as possíveis causas do processo para que pudesse apresentar quais técnicas protetivas deveriam ser utilizadas, de forma a minimizar ou anular o processo corrosivo no açougue.
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 CORROSÃO DO CONCRETO ARMADO NAS BANCADAS
De acordo com Barros Et al (2016) o concreto oferece uma dupla proteção ao metal graças ao seu pH, no entanto, por se tratar de um material poroso, também é de fácil penetração de oxigênio. A manutenção constante torna-se vital para sua conservação, conforme o relatado nenhuma ação de recuperação ou de manutenção foi realizado no açougue desde a sua construção.
A ação de agentes corrosivos como os sais oriundos da carne, os detergentes orgânicos utilizados na limpeza, a água que apresenta íons dissolvidos, esforço mecânico aplicados nas bancadas, o meio úmido e a variação de temperatura, foram fundamentais na aceleração do processo corrosivo ocasionado no concreto.
As possíveis reações que estariam ocorrendo no material seriam:
(s) → 2+ ( ) + 2 - 0 = −0,44 V (5) 2O(aq) + 1/2 O2(g) + 2e- → 2 (aq) 0 = −0,40 (6)
Que proporcionam a formação do Hidróxido de Ferro:
Fe2+(aq) + 2OH-(aq) → Fe(OH)2(s) Eº = 0,84 v (7)
Ainda segundo Gentil (2011) alguns sais são bastantes agressivos e podem acelerar o processo corrosivo, como o cloreto de ferro que é hidrolisável, e ao reagir com água forma o acido clorídrico, conforme a reação:
FeCL3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3HCL (8)
Como pode-se observar na Figura 21, a grande maioria dos boxes encontram-se quebrados e com a estrutura de concreto exposta.
Fonte: Autoria Própria (2018).
Na Figura 21 (A), fica evidenciado o fenômeno da desagregação, onde o material metálico encontra-se completamente exposto, possibilitando a interação entre o metal e o meio corrosivo. Essa interação acontece também com a matéria prima ofertada no local, que contribui fortemente nesse processo corrosivo, como evidenciado na Figura 21 (D).
Em relação às bancadas a solução adequada seria a reconstrução das mesmas, em função do estado avançado de corrosão. Não existe viabilidade na recuperação, o concreto encontra-se comprometido pela ação da corrosão.
5.2 A BALANÇA
A Figura 22 ilustra a balança comercial usada na pesagem das carnes.Nela é possível a identificação da corrosão uniforme, em comparação com os resultados apresentados por Gentil (2011) onde a peça apresenta a superfície gradualmente corroída e perda de material.
A peça entra em contato direto com a matéria prima oferecida, associada ao meio úmido, a utilização de detergentes orgânicos, água e esforço mecânico, tornando-se o ambiente perfeito para formação da corrosão uniforme, especialmente quando não adota-se nenhuma medida de controle através da utilização das técnicas inibidoras da corrosão.
Temos as possíveis reações que estão ocorrendo entre o metal e o meio atmosférico:
(s) → 2+ ( ) + 2 - 0 = −0,44 V (9) 2O(aq) + 1/2 O2(g) + 2e- → 2 (aq) 0 = −0,40 (10)
Figura 22 – Balança em avançado estado de corrosão.
Fonte: Autoria Própria (2018).
Em relação à balança o procedimento ideal seria a troca da peça, visto o grau avançado de corrosão, e o fim para o qual é utilizada, configura-se em um problema de saúde.
5.3 MOEDOR DE CARNE E SERRA ELÉTRICA
Na Figura 23(A) E 23(B), observa-se o moedor de carne e a serra elétrica, respectivamente, que apresentam focos de corrosão acentuada, embora este fato não impeça sua utilização no corte da carne, como observado na figura 23(C). O tipo de corrosão evidenciada no moedor e na serra pode ser classificada como uniforme. Trata-se de um tipo de corrosão em que há a perca do material e o fenômeno se estende por toda a superfície corroída (JANG et al., 2010). As possíveis equações que demonstram as reações que estão ocorrendo entre o metal das peças são as seguintes:
Reação de Oxidação: (s) → 2+ ( ) + 2 - 0 = −0,44 V (11)
Reação de Redução: 2O(aq) + 1/2 O2(g) + 2e- → 2 (aq) 0 = −0,40 (12)
Fonte: Autoria Própria (2018).
O agente corrosivo é comum à quase todas as peças, sendo configurado pela utilização de solventes orgânicos, água, umidade, e o contato direto com a carne que libera soluções ricas em sais e propiciam a formação acelerada da corrosão (GENTIL, 2011).
As possíveis reações que estão ocorrendo com o metal da serra e do moedor tratam-se de reações onde o ferro sofre oxidação, conforme observamos nas equações:
Reação de Oxidação: (s) → 2+ ( ) + 2 - 0 = −0,44 V (13)
Reação de Redução: 2O(aq) + 1/2 O2(g) + 2e- → 2 (aq) 0 = −0,40 (14)
Para o moedor a solução seria a substituição do mesmo em decorrência do avanço corrosivo e do risco de contaminação da matéria prima, em relação a será a limpeza do produto corrosivo e a utilização de um revestimento anticorrosivo com uma pintura pode reduzir os efeitos da corrosão na peça.
A Figura 24 ilustra o freezer onde as carnes são armazenadas após o corte. Percebe-se que o metal do objeto apresenta regiões com tipos diferentes de corrosão. Identifica-se a corrosão rigor por estresse e a corrosão filiforme.
A corrosão filiforme é gerada através da formação de filamentos em superfícies metálicas revestidas com tintas ou metais, a umidade superior a 85% e a penetração de oxigênio tem participação singular neste processo (GENTIL, 2011).
Figura 24 – Freezer onde as carnes não armazenadas.
Fonte: Autoria Própria (2018).
A corrosão rigor por estresse adiciona um agravante à peça já em evidente deterioração que é o esforço mecânico exigido que provoca à formação de fissuras (LIU, 2016).
As possíveis reações que estão ocorrendo com o metal da freezer estão representadas pelas seguintes equações:
Fe(s)→ 3+( ) + 3 - 0 = −0,44 V (15)
3 2O(aq) + 3/2 O2(g) + 6e- → 6 (aq) (16)
A peça encontra-se bastante avariada, a corrosão comprometeu a estrutura do metal ao ocasionar a perca de material, inutilizando a peça e a solução mais viável seria a substituição.
5.5 GANCHOS
A Figura 25 apresenta os ganchos metálicos, que recebem as peças de carnes após o corte. Na imagem, observa-se o avançado processo de corrosão que torna o gancho uma peça inviável para o uso em questão, de acordo com normas sanitárias.
Em relação ao processo corrosivo, identifica-se na peça a corrosão uniforme, como é possível observar na Figura 25(B), onde ocorre perca de material e liberação do produto de corrosão, como exemplo o óxido de ferro, no produto final ofertado à população. Por estar em contato direto com a carne, como mostrado na Figura 25 (C), sofre ataque direto de sais e reage com o oxigênio do ar causando a deterioração do metal gradativamente (JANG; OH, 2010).
As possíveis reações que estão ocorrendo entre o metal dos ganchos e o meio atmosférico, formando a ferrugem seriam:
Reação de oxidação: 2 (s) → 2 2+ ( ) + 6 - (17)
Reação de Redução: O2(g) + 4 +( ) + 4 - → 2 2O (aq) 0 = 1,23 V (18)
Fonte: Autoria Própria (2018).
As peças estão em evidente situação de desgaste e a sua substituição seria a prática mais apropriada, pois durante sua vida útil não houve manutenção adequada. O que proporcionou a deterioração do material metálico.
5.6 OS PORTÕES
No prédio foram identificados quatro portões como pode ser visto na figura 26, a nível macroscópico os portões apresentam condições diferentes de conservação. Baseando-se nas identificações de GENTIL (2011) a corrosão presente nas estruturas é a corrosão do tipo uniforme.
O portão principal, na figura 26 (A) apresenta o maior grau de corrosão, a nível visual. No mesmo a corrosão uniforme é evidente, sua exposição ao meio ambiente, a ação das intempéries, a variação de temperatura, chuva, incidência de raios solares,e o de contato com solventes orgânicos utilizados na limpeza do local, aceleram corrosão.
As possíveis reações que estão ocorrendo entre o metal dos portões e o meio atmosférico, formando a ferrugem seriam:
Reação de oxidação: 2 (s) → 2 2+ ( ) + 6 - (19)
Reação de Redução: 3 2O(aq) + 3/2 O2(g) + 6e- → 6 (aq) (20)
Figura 26 – Portões de acesso ao açougue.
Fonte: Autoria Própria (2018).
O portão apresenta pintura já bastante desgastada pela ação corrosiva, no entanto é uma das poucas peças do açougue que podem ser reutilizadas, através da remoção do produto
da corrosão, e a aplicação de um revestimento de tinta orgânica com ação inibidora ou material que contenha um metal mais reativo que o ferro em sua composição.
Os portões laterias, nas figuras 26 (B), 26 (C) e 26(D) conforme pode ser observado estão em melhor estado de conservação, e podem inclusive receber o mesmo tratamento anticorrosivo que o portão principal.
5.7 TRIÂNGULO DA CORROSÃO NO AMBIENTE
No processo de reconhecimento do triangulo da corrosão no ambiente estudado, classifica-se o meio como o meio atmosférico, pela elevada umidade apresentada. Em relação ao metal, observou-se que o aço carbono foi bastante utilizado na estruturação do concreto das bancadas, nos ganchos e nos portões, em relação ao freezer, balança e o moedor o metal presente trata-se do aço inoxidável, assim pode-se classificar o metal na montagem do triangulo como: aço carbono e aço inoxidável. As condições operacionais a que as peças são submetidas incluem fatores como: esforço mecânico, pH, temperatura, uso de agentes orgânicos e falta de manutenção.
Para Sastri (2012) medidas de prevenção deve considerar todas as variáveis envolvidas no processo. Ainda segundo o autor elas são: pH, temperatura, teor de oxigênio, resistência, e diversos outros fatores já mencionadas ao longo do trabalho.
As técnicas de proteção foram desenvolvidas a partir da necessidade apresentada por cada material, em diferentes ambientes e condições operacionais, o desenvolvimento dessas técnicas vem de encontro a necessidade de diminuir os prejuízos acarretados pelo fenômeno da corrosão (GENTIL, 2011).
Durante a realização de inspeção do local a situação mostrou-se mais crítica em relação às bancadas dos boxes no açougue, as estruturas se encontram deterioradas com o aço exposto, sem viabilidade de recuperação, portanto a solução é a reconstrução das mesmas.
Os portões são as pecas que se apresentam em melhor situação, ante a corrosão apresentada, e podem receber uma camada de revestimento após a limpeza do resíduo proveniente da corrosão.
Em relação aos ganchos apresentam a necessidade da substituição imediata, bem como a balança, o freezer, a serra e o moedor, diante da chance de contaminação dos produtos ofertados.
Figura 27: Triângulo da corrosão aplicado ao ambiente.
Fonte: Autoria própria (2018).
O triângulo da corrosão apresenta os elementos que atuam diretamente no processo corrosivo do ambiente, o conhecimento prévio à cerca desses elementos, facilitou a identificação da corrosão e as necessidades exigidas, para a recuperação ou substituição das peças, encontrados em estado de deterioração.
