Corrosão é a deterioração espontânea de materiais, especialmente metais, pela ação do meio ambiente. Esse processo pode comprometer a integridade estrutural e funcional dos materiais.
⚙️ Tipos de Mecanismos de Corrosão
1. Corrosão Química (ou Seca)
Ocorre sem eletrólito, geralmente em gases secos e temperaturas elevadas.
Exemplo: oxidação do alumínio ou ferro em fornos industriais.
Mecanismo: Reação direta do metal com gases oxidantes. [ M + O_2 \rightarrow M_xO_y ]
2. Corrosão Eletroquímica (ou Úmida)
Ocorre na presença de eletrólitos aquosos.
Exemplo: formação de ferrugem no ferro exposto à água e ar.
Componentes do sistema:
Ânodo: onde o metal se oxida.
Cátodo: onde ocorre a redução.
Eletrólito: solução que permite a migração de íons.
Reações típicas no ferro:
Antes de observarmos as reações que acontecem no ferro durante a corrosão, é importante entender dois conceitos fundamentais: oxidação e redução.
Oxidação é o processo no qual uma substância perde elétrons. Esse nome vem do fato de que, historicamente, o processo foi identificado em reações com o oxigênio (por isso "oxidação"). Quando um metal sofre oxidação, seus átomos perdem elétrons e se transformam em íons positivos.
Redução é o processo no qual uma substância ganha elétrons. Ela é chamada assim porque ao receber elétrons, o número de oxidação (NOx) do elemento diminui, ou seja, é "reduzido".
Esses dois processos acontecem ao mesmo tempo em reações de corrosão, e por isso são chamadas de reações redox (redução-oxidação).
Oxidação (ânodo): [ Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^- ]
Potencial eletroquímico do metal: define a tendência de um metal perder elétrons e se oxidar. Metais com menor potencial eletroquímico se corroem mais facilmente quando em contato com outros metais ou eletrólitos.
pH do meio: ambientes ácidos (pH baixo) aumentam a taxa de corrosão, principalmente em metais como ferro e zinco. Já ambientes alcalinos (pH alto) podem formar camadas protetoras em alguns metais.
Temperatura: o aumento da temperatura acelera as reações químicas e eletroquímicas, favorecendo a corrosão. Também pode afetar a solubilidade do oxigênio e a mobilidade dos íons no eletrólito.
Presença de oxigênio e eletrólitos: o oxigênio atua como agente oxidante nas reações catódicas, enquanto os eletrólitos (como sais dissolvidos) facilitam o transporte de íons, fechando o circuito eletroquímico.
Impurezas e tensões mecânicas: impurezas no metal podem criar regiões com diferentes potenciais, favorecendo corrosão localizada. Tensões mecânicas, por sua vez, podem gerar microfissuras e acelerar a corrosão sob tensão.
🤩 Formas de Corrosão
Uniforme: esse tipo de corrosão ocorre de maneira relativamente homogênea em toda a superfície exposta do metal. É mais fácil de prever e controlar, pois a perda de material é distribuída.
Localizada: acontece em pontos específicos da superfície metálica, muitas vezes difíceis de detectar. Pode assumir formas como:
Pites: pequenos buracos profundos.
Corrosão por frestas: ocorre em regiões estreitas com pouca circulação de eletrólito, como sob juntas ou parafusos.
Corrosão sob tensão: surge em regiões submetidas a tensões mecânicas, como dobras ou soldas, especialmente se o metal estiver exposto a ambientes corrosivos.
Galvânica: ocorre quando dois metais diferentes estão em contato elétrico em um meio condutor (eletrólito). O metal com menor potencial eletroquímico atua como ânodo e se corrói mais rapidamente, protegendo o outro metal (cátodo).
Intergranular: acontece entre os contornos dos grãos cristalinos do metal, geralmente devido a tratamentos térmicos inadequados ou presença de impurezas nesses contornos. A corrosão progride de forma oculta e pode comprometer a estrutura interna do material.
🛡️ Técnicas de Proteção
Revestimentos protetores (pintura, galvanização): são camadas aplicadas sobre a superfície do metal para impedir o contato com o ambiente. A pintura funciona como uma barreira física contra água e oxigênio. A galvanização consiste na aplicação de uma camada de zinco sobre o ferro ou aço; o zinco se oxida no lugar do ferro, protegendo-o (proteção sacrificial).
Proteção catódica (corrente impressa ou ânodo de sacrifício): essa técnica transforma o metal que se deseja proteger em cátodo, impedindo sua oxidação. Isso pode ser feito conectando uma fonte de corrente externa (corrente impressa) ou acoplando um metal mais reativo (ânodo de sacrifício), como magnésio ou zinco, que se corroem no lugar do metal protegido.
Controle do ambiente (remoção de oxigênio, ajuste do pH): envolve modificar as condições do meio para torná-lo menos agressivo ao metal. Remover o oxigênio da água ou controlar o pH (tornando-o neutro ou alcalino) pode reduzir significativamente a taxa de corrosão.
Uso de ligas resistentes à corrosão: algumas ligas metálicas são projetadas para resistir melhor à corrosão, como o aço inoxidável, que contém cromo. O cromo forma uma camada passiva de óxido que protege o metal subjacente do ataque corrosivo.
📘 Conclusão Conceitual
A compreensão dos mecanismos de corrosão é essencial para prevenir falhas em estruturas metálicas, prolongar a vida útil de equipamentos e garantir segurança em processos industriais.