Taxa de degradação de estruturas metálicas e de concreto em ambientes litorâneos do sul e do nordeste do Brasil : estudos de caso em Pontal do Paraná, PR e Salvador, BA.

Abstract

Resumo: O acompanhamento dos parâmetros meteorológicos, tais como a umidade relativa, a temperatura do ar, a precipitação, a velocidade e direção dos ventos e a radiação solar, e dos teores de poluentes atmosféricos, aliados às taxas de corrosão dos metais-padrão (alumínio, cobre, aço carbono e aço galvanizado) pemitem classificar o grau de corrosividade ambiental de uma região, também chamada de corrosividade atmosférica, "C". A extensão do litoral brasileiro faz com que gastos no setor elétrico e nos demais setores da indústria com a degradação de materiais sejam altos, e que, geralmente podiam ser menores com a utilização de tecnologias adequadas. De acordo com o Índice de Brooks, toda a costa brasileira apresenta uma degradação moderada, mas não são consideradas as diferenças climáticas existentes. No nordeste e no sul do país, o clima é dominado por diferentes massas de ar, sendo que o primeiro tem maior influência das massas tropicais e equatoriais enquanto que a outra região é constantemente atingida por frentes polares. Nesta pesquisa está apresentado um estudo comparativo entre as duas regiões com características climáticas diferentes, que é o caso do balneário de Pontal do Sul, situado no litoral do Paraná, e a região de costa do Sauípe, localizado na região metropolitana de Salvador, no estado da Bahia. Para tanto, foram instaladas duas estações de corrosão atmosférica (ECA’s) e expostos corpos de prova (CP’s) dos metais-padrão, comumente utilizados em linhas de transmissão e redes de distribuição de energia elétrica, e de concreto armado, a fim de testar diferentes aditivos, como sílica ativa, metacaulin, borracha de pneu e fibras proliméricas, para avaliar tanto de forma quantitativa como qualitativa a agressividade dos meios frente à corrosão da atmosfera, em um período aproximado de um ano. Durante essa exposição ao intemperismo natural, houve o acompanhamento mensal dos teores de cloreto e sulfato, bem como dos dados meteorológicos, a fim de se obter diferentes subsídios para classificação da corrosividade atmosférica. A ECA de Pontal do Sul foi classificada como atmosfera rural, categoria mais baixa de agressividade (C1), baseando-se no tempo de superfície úmida e na concentração dos poluentes enquanto Sauípe foi descrita como atmosfera marinha (C4), considerada alta. Porém, para as taxas médias de corrosão dos metais, após um ano de exposição, apenas o cobre degradou mais no litoral baiano. O material mais adequado para essa região foi o alumínio, seguido do aço galvanizado. Já, no litoral paranaense, o cobre degradou menos que os demais, em média. Os dois locais apresentaram na maior parte do tempo ventos provenientes do oceano, que são ricos em íons cloreto, e umidade relativa média anual acima de 80%, dois fatores que causam aumentos significativos nas velocidades cinéticas de corrosão. A temperatura média anual na região de Sauípe foi de 25 ºC e em Pontal foi de, aproximadamente, 22 ºC. A partir de normas técnicas foi analisada a corrosividade estimada (ISO 9223) e a observada (NBR 14643), e apenas o alumínio na Bahia se comportou de acordo com o esperado. No Paraná, todos os metais tiveram corrosividade alta (C4) ou muito alta (C5). Tal fato pode ser relacionado com a limpeza química realizada antes da exposição dos CP’s, que remove os produtos de corrosão, responsáveis, geralmente, pela formação de uma camada passivadora na superfície do material. Aços carbono e galvanizado em Sauípe não degradaram tanto quanto indicavam os teores de poluentes e o tempo de superfície úmida. Com relação às cruzetas de concreto armado, foi utilizada uma técnica eletroquímica, chamada de levantamento dos potenciais de corrosão, que permitiu analisá-las qualitativamente. Em cerca de um ano e meio de verificações, nenhum dos 10 CP’s de cada ECA apresentou valores acima da região considerada na ASTM C 876, 1999, como de baixa ou nenhuma probabilidade de corrosão, não podendo, assim, neste intervalo de tempo de medidas, definir quais dos aditivos foram capazes de aumentar a vida útil das estruturas.

Abstract: The monitoring of meteorological parameters, such as relative humidity, air temperature, precipitation, wind direction and speed and solar radiation, and the levels of air pollutants, coupled with the corrosion rates of standard metals (aluminum, copper, carbon steel and galvanized steel) allow to classify the degree of corrosive environment of a region, also called the atmospheric corrosivity (C). The extent of the Brazilian coastline makes expenditures in the electricity sector and other sectors of industry with the deterioration of materials are high, and it generally could be lower with the use of appropriate technologies. According to the Index of Brooks, the entire Brazilian coast presents a moderate degradation, but the differences are not considered existing climate. In the Northeast and the South, the climate is dominated by different air masses, while the former has more influence masses of tropical and equatorial region while the other is constantly hit by polar fronts. This research is presented a comparative study between the two regions with different climatic characteristics, that is the case with the Pontal do Sul, located on the coast of Parana, and region of Costa do Sauipe, located in the metropolitan region of Salvador, state of Bahia. For this, we installed two stations atmospheric corrosion (ECAs) and exposed specimens (CPs) of the metals standard, commonly used in transmission lines and distribution networks, and reinforced concrete in order to test different additives such as silica fume, metakaolin, tire rubber and polymeric fibers, in order to assess both quantitative and qualitative means of aggression against corrosion from the atmosphere in a period of approximately one year. During this exposure to natural weathering, there was the monthly monitoring of the levels of chloride and sulfate, as well as meteorological data, in order to obtain subsidies for different classification of atmospheric corrosivity. The ECA Pontal do Sul was classified as rural atmosphere, the lowest category of aggressiveness (C1), based on the wet surface time and concentration of pollutants while Sauípe was described as marine atmosphere (C4), considered high. But for the average rates of corrosion of metals, after a year of exposure, only copper the most degraded in the Bahia coast. The most suitable material for this region was the aluminum, followed by galvanized steel. Already, on the coast of Parana, copper degraded less than the other, on average. The two sites showed most of the time from the ocean winds, which are rich in chloride ions, and annual relative humidity above 80%, two factors that cause significant increases in speed kinetics of corrosion. The average annual temperature in the region of Sauipe was 25 ºC and Pontal do Sul was approximately 22 °C. From technical standards was analyzed to estimate corrosivity (ISO 9223) and observed (NBR 14643), and only aluminum in Bahia behaved as expected. In Parana, all metals have high corrosivity (C4) or very high (C5). This may be related to the chemical cleaning performed before the exposure of CP's, which removes the corrosion products, responsible, generally, the formation of a passive layer on the surface of the material. Carbon steel and galvanized in Sauípe not degraded as indicated by the levels of pollutants and the time of the wet surface. With respect to concrete structures, was used an electrochemical technique, called the survey of potential corrosion, which allowed them to analyze qualitatively. In about a year and a half of checks, none of the 10 CPs each ECA had values above the region considered in the ASTM C 876 to have low or no likelihood of corrosion and can not, so in a time interval measurements, determine which of the additives were able to extend the life of structures.