Para a escolha do correto sistema de tratamento de superfícies a ser empregado, é necessário que se tenha em consideração, todos os fatores possíveis para que a proteção contra a corrosão seja duradoura.

O tratamento de superfícies tem por objetivo, impedir que a estrutura passe pelo processo de corrosão, seja qual for o ambiente em que ela esteja exposta. Corrosão pode ser definida, como sendo a deterioração que ocorre quando um material (normalmente um metal) reage com seu ambiente, levando a perda de suas propriedades. Para estruturas e equipamentos em aço, o meio corrosivo mais importante é a atmosfera, e a corrosividade da atmosfera depende de:

• Oxigênio - fator praticamente fixo, pois pouco varia de local para local;

• Umidade relativa do ar – varia de local para local, do macro e micro clima, da geografia e da topografia da região e da presença de matas na região;

• Temperatura – influi na corrosividade, porque há menor possibilidade de condensação da umidade do ar a altas temperaturas;

• Atmosferas agressivas são as que contém poluentes e névoas salinas. Por poluentes definem-se vapores, gases e as poeiras não naturais. Os agentes agressivos mais importantes em cada ambiente são:

A definição do sistema de tratamento de superfície terá grande influência nas definições de projeto estrutural metálico, como por exemplo, o tipo de aço a ser empregado, tipo de perfil e espessura da chapa de aço, dimensão das peças, talas de reforço e juntas aparafusadas. Há muitas maneiras de se proteger o aço, mas em geral, elas se resumem em duas categorias:

• revestimentos orgânicos – PINTURAS

• revestimentos metálicos – GALVANIZAÇÃO

   

  • PINTURAS – o objetivo da aplicação de pintura, sobre uma superfície é aumentar a durabilidade da estrutura, impedindo o processo de corrosão. Com este propósito, foram desenvolvidas as chamadas tintas anti-corrosivas exclusivas para superfícies metálicas, de secagem ao ar e que podem ser mono ou bicomponentes.

    Podem ser de alto ou baixo sólidos por volume, de alta ou baixa espessura e à base de água ou de solventes orgânicos. Quando são tintas de fundo ou de dupla função (fundo e acabamento), é necessário que tenham pigmentos anticorrosivos em sua composição.

    Para que possam ter alto desempenho, estas tintas devem possuir pelo menos três propriedades importantes: aderência, impermeabilidade e flexibilidade.  Existem basicamente três mecanismos de proteção: barreira, inibição (passivação anódica) e eletroquímico (proteção catódica).

    Barreira: Qualquer tinta faz uma barreira e isola o metal do meio corrrosivo. As mais eficientes, entretanto, são as mais espessas e com resinas de alta impermeabilidade e alta aderência. Sabe-se, porém, que todas as películas são parcialmente permeáveis. No entanto, quanto mais tempo o vapor de água, o oxigênio e os gases corrosivos levarem para atravessar a película, melhor é a tinta.

    Inibição – passivação anódica: As tintas que protegem por passivação anódica são aquelas que possuem em sua composição os pigmentos anticorrosivos de inibição anódica. Inibição anódica é a ação destes pigmentos, que têm a propriedade de alterar a agressividade do meio corrosivo, formando camadas isolantes junto ao metal, quando os agentes corrosivos atravessam a película de tinta.  Exemplo  deste tipo de tinta são: zarcão, cromato de zinco, fosfato de zinco, silicato de cálcio.

    Eletroquímica – proteção catódica: O metal será protegido catodicamente, se na tinta de fundo for incluída uma quantidade suficiente de um metal mais negativo como o zinco (~95%, quantidade satisfatória para que o substrato contate as partículas de zinco). Estas tintas também são chamadas de galvanização a frio. Se houver um risco na superfície, haverá consumo do zinco e não do aço e o corte ficará muito tempo sem corrosão. No entanto, se o risco for muito profundo ou largo, o zinco não terá como proteger o aço, pois estará fora de seu campo de ação.

    

  • Galvanização a fogo: ou Zincagem por imersão a quente, é um revestimento obtido pela imersão do aço ou ferro em um banho de zinco fundido. O ferro e o zinco reagem para formar camadas de liga, que são então cobertas por uma camada de zinco puro quando a peça é retirada deste banho. Esse tratamento proporciona uma proteção completa, por dentro e por fora, que resiste a batidas e abrasão e, ainda, garante proteção por mais de 25 anos. O comportamento da galvanização em atmosferas agressivas ocorre da seguinte maneira:

Peso de Zn do banho (g/m2)

GALVANIZAÇÃO-ESPESSURA MÍNIMA ESPECIFICADA (m)

* Quando o zinco é exposto a atmosferas secas, forma-se gradualmente sobre sua superfície, uma camada de óxido de zinco (ZnO) que atua como uma barreira muito efetiva contra a corrosão. Uma vez formada esta barreira, a taxa de corrosão do zinco, torna-se praticamente desprezível. Em atmosferas limpas e na presença de oxigênio, o gás carbônico e de água, o produto de corrosão inicialmente formado sobre o zinco é o hidróxido de zinco, que é convertido em carbonatos de zinco ou em carbonatos básicos de zinco, que são compostos insolúveis.

* Se a atmosfera estiver contaminada com SO2, o hidróxido de zinco é convertido em sulfato básico de zinco e, ao passo que se estiver contaminada com cloreto, o hidróxido de zinco é convertido em cloretos básicos de zinco. Em ambos os casos, estes compostos são insolúveis e formam uma barreira que protege contra a corrosão.

* Em atmosferas rurais e urbanas, expostos em condições não-abrigadas, a taxa de corrosão normalmente é linear com o tempo, já em condições abrigadas, esta taxa decresce com o tempo.

* Em ambiente marinhos, tanto em condições abrigadas como não-abrigadas, existe uma tendência de diminuição da taxa de corrosão com o tempo, sendo este efeito mais pronunciado em condições abrigadas.

* Em atmosfera industrial, a taxa de corrosão é altamente dependente da concentração de dióxido de enxofre, de modo que normalmente, verificam-se variações na taxa de corrosão.

Assim, em períodos de elevada concentração de dióxido de enxofre na atmosfera, tem-se altas taxas de corrosão e vice-versa. Apesar desta diversificação na dependência da taxa de corrosão de zinco, segundo a literatura, acredita-se que os resultados obtidos com dois anos de exposição já são suficientes para estimar a taxa de corrosão média do zinco. Por exemplo, se o revestimento de zinco possui espessura de camada de aproximadamente 50 micrômetros e está exposto em um ambiente, cuja taxa de corrosão média é da ordem de 2 micrômetros/ano, pode-se estimar uma vida útil da ordem de 25 anos para a camada de zinco.

Para melhor ilustrar a corrosividade ao aço zincado, apresenta-se na Tabela I, a caracterização das atmosferas com base na taxa de corrosão, conforme norma ISO 12944-2:1998.