Determinacao Da Profundidade de Penetracao de Cloretos Por Aspersao de Nitrato de Prata em Estrutura de Concreto Estudo de Caso

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE TECNOLOGIA – DECA

DEPARTAMENTO DE ENG. CIVIL E AMBIENTAL
CAIO RHODOLFO LIMA FONSECA
DETERMINAÇÃO DA PROFUNDIDADE DE PENETRAÇÃO DE

CLORETOS POR ASPERSÃO DE NITRATO DE PRATA EM
ESTRUTURA DE CONCRETO - ESTUDO DE CASO
JOÃO PESSOA-PB
2017
CAIO RHODOLFO LIMA FONSECA
DETERMINAÇÃO DA PROFUNDIDADE DE PENETRAÇÃO DE

CLORETOS POR ASPERSÃO DE NITRATO DE PRATA EM
ESTRUTURA DE CONCRETO - ESTUDO DE CASO
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao

curso de Engenharia Civil da Universidade
Federal da Paraíba, como parte dos requisitos
necessários para obtenção do título de Engenheiro
Civil.
Orientador (a): Prof. Dr. Paulo Germano Toscano

Moura.
JOÃO PESSOA-PB
2017
F676d Fonseca, Caio Rhodolfo Lima
Determinação da profundidade de penetração de cloretos por

aspersão de nitrato de prata em estrutura de concreto - estudo de caso.
– João Pessoa, 2017.
59f. il.:
Orientador: Prof. Dr. Paulo Germano Toscano Moura.
Monografia (Curso de Graduação em Engenharia Civil) Campus I -

UFPB / Universidade Federal da Paraíba.
1. Patologia Corrosão 2. Método colorimétrico 3. Aspersão de

nitrato de prata 4. Íons cloretos.
AGRADECIMENTOS
A Deus em primeiro lugar, por ter me dado forças, capacidades físicas e psicológicas
para que a ideia de desistir, em meio as tantas dificuldades encontradas na vida e no curso,
nunca prevalecesse sobre o amor que eu tenho pela profissão a qual escolhi seguir, e também
pela determinação e garra que adquiri, que me ajudaram a concluir o curso.
A minha mãe Maria Cristina Lima que sempre me apoiou e esteve presente em todos
os momentos da vida e nas minhas decisões, fazendo tudo que estava ao seu alcance para que
eu conseguisse lograr êxito nos meus objetivos pessoais e profissionais.
A meu irmão Thiago Rhaonny Lima Fonseca pela paciência com a qual me ajudou
no desenvolvimento no meu projeto de pesquisa, contribuindo com sua experiência e
conhecimento no assunto.
Aos meus tios Rubens Alexandre de Souza, Bernadete Maria lima Sousa pelo
incentivo, por acreditarem no meu potencial me dando força e acompanhando meus resultados
na universidade.
A Ryan Cavalcante Azevedo, por ser um ótimo amigo que a vida me deu através do
curso, por ter me ajudado a superar minhas dificuldades na área de informática, que foi
necessário no decorrer de minha formação e por ter compartilhado de vários momentos de
estresse fazendo projetos juntos, os quais nós trouxeram maturidade e confiança para seguir
em frente.
Aos meus colegas de curso que caminharam junto comigo nesses últimos anos,
estudando juntos e crescendo mutuamente na busca pelo conhecimento, no dia-a-dia, para nos
tornarmos bons profissionais. Tornando-nos amigos e futuros colegas de profissão.
Ao meu professor e orientador Paulo Germano Toscana Moura, que foi de

fundamental importância na elaboração do tema do meu trabalho de conclusão de curso, me
direcionando com paciência em cada etapa, compartilhando de sua vasta experiência e
conhecimento na área de patologia das construções, e a sua disponibilidade em me auxiliar
quando solicitado.
A todos os professores que contribuíram para minha formação profissional,

transmitindo seus conhecimentos com sabedoria e maestria.
RESUMO
Das patologias que atacam as armaduras de aço em estruturas de concreto armado gerando
corrosão, tem-se que, a ocasionada pela penetração de cloretos livres no concreto é
considerada uma das mais severas. O objetivo principal desse trabalho consiste na avaliação
de profundidade da frente de penetração de cloretos em uma estrutura de concreto armado,
situada em uma região litorânea, em que a propensão a esse tipo de ataque por cloretos é alta.
Para isto, foi utilizado o método colorimétrico por aspersão de nitrato de prata no material
recolhido da estrutura estudada, de modo que a análise trouxesse um indicativo para o
aparecimento das fissuras recorrentes na estrutura. Observou-se nos resultados experimentais
que o método colorimétrico utilizado é excelente para determinação preliminar de causas de
patologias, pois é um método qualitativo de fácil aplicação, baixo custo e que tem rápidos
resultados preliminares, para os técnicos e profissionais da área possam diagnosticar
alternativas de tratamento ou então indicar o engenheiro patologista a fazer outros ensaios
laboratoriais, porém, agora já direcionados.
PALAVRAS-CHAVE: Patologia. Corrosão. Método colorimétrico. Aspersão de nitrato de
prata. Íons cloretos.
ABSTRACT
Of the pathologies that attack the steel reinforcement in structures of reinforced concrete
generating corrosion, we have that the one caused by the penetration of free chlorides in the
concrete is considered one of the most severe. The main objective of this work is to evaluate
the depth of the penetration of chlorides in a reinforced concrete structure located in a coastal
region, where the propensity for this type of chloride attack is high. The method used was the
colorimetric method, by spraying silver nitrate on the collected material of the studied
structure, so that the analysis would bring an indicative for the appearance of recurrent
fissures in the structure. It was observed in the experimental results that the colorimetric
method used is excellent for preliminary determination of causes of pathologies, since it is a
qualitative method of easy application, low cost and that has fast preliminary results, so that
technicians and professionals of the field can diagnose alternatives of treatment or indicate the
pathology engineer to perform other laboratory tests, now towards the correct direction.
KEYWORDS: Pathology. Corrosion. Colorimetric method. Silver nitrate spraying. Chloride
ions.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Tipos de corrosão e fatores que os provocam. .................................................................................... 16

Figura 2 - Estrutura da dupla camada elétrica. ........................................................................................................ 17
Figura 3 - Condições de equilíbrio metal-eletrólito. .............................................................................................. 18
Figura 4 - Fases do equilíbrio do potencial de eletrodo. ...................................................................................... 20
Figura 5 - Esquema ilustrativo do eletrodo padrão de hidrogênio. ................................................................... 20
Figura 6 - Esquema ilustrativo da medição do eletrodo padrão. ........................................................................ 21
Figura 7 - Desenho esquemático de uma pilha de Daniel.................................................................................... 25
Figura 8 - Diagrama de Pourbaix para o ferro: equilíbrio para o sistema Fe-H20 a 25°C. ....................... 27
Figura 9 - Desenho esquemático do diagrama de Pourbaix para a água. ........................................................ 29
Figura 10 - Variação do potencial em função da corrente elétrica circulante: polarização. ..................... 31
Figura 11 - Curva de polarização por concentração. ............................................................................................. 32
Figura 12 - Representação gráfica da lei de Tafel. ................................................................................................. 34
Figura 13 - Ilustrando a polarização ôhmica............................................................................................................ 35
Figura 14 - Curvas representativas de velocidade de corrosão. ......................................................................... 37
Figura 15 - Diferentes desempenhos de estruturas, em diferentes patologias. .............................................. 39
Figura 16 - Modelo de vida útil de Tuutti................................................................................................................. 42
Figura 17 - Variação esquemática da densidade de corrente parcial anódica em função do potencial de
um metal passivável......................................................................................................................................................... 43
Figura 18 - Situação habitual de armaduras imersas no concreto. .................................................................... 44
Figura 19 - Influência da relação água/cimento na profundidade de carbonatação..................................... 49
Figura 20 - Influência da relação água/cimento na permeabilidade de pasta de cimento. ......................... 50
Figura 21 - Efeito da presença de íons cloro reduzindo o pH do concreto e destruindo a película. ....... 53
Figura 22 - Teor de cloretos propostos por diversas normas. ............................................................................. 55
Figura 23 - Penetração do CO2 no concreto. ........................................................................................................... 56
Figura 24 – Frente de carbonatação. ........................................................................................................................... 58
Figura 25 - Possível precipitação de cloretos livres (branco) e cloretos combinados (marrom). ............ 60
Figura 26 - Composto Nitrato de prata a concentração de 0,1M. ...................................................................... 62
Figura 27 - Solução de água sanitária. ....................................................................................................................... 62
Figura 28 - Solução de água sanitária com o nitrato de prata. ............................................................................ 63
Figura 29 - Precipitado de cloreto de prata. ............................................................................................................. 63
Figura 30 - Localização da residência onde foi realizado o ensaio. ................................................................. 64
Figura 31 - Pilar analisado no estudo de caso. ........................................................................................................ 64
Figura 32 - Perfurações e fissuras no pilar. .............................................................................................................. 65
Figura 33 - Momento da realização das perfurações. ............................................................................................ 66
Figura 34 - Material utilizado para armazenar o pó do concreto....................................................................... 66
Figura 35 - Material referente ao furo 1. ................................................................................................................... 67
Figura 41 - Desenho esquemático da frente de penetração. ................................................................................ 72
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 10
1.1 JUSTIFICATIVA ........................................................................................................ 11
1.2 OBJETIVO GERAL ................................................................................................... 12
1.2.1 Objetivo específico ..................................................................................... 12
1.3 ESTRUTURA E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO ........................................ 12
2 REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................................ 13
2.1 CORROSÃO ................................................................................................................... 13
2.1.1 Fundamentos sobre corrosão ............................................................... 13
2.1.2 Formas de corrosão ................................................................................... 15
2.1.3 Pilha eletroquímica .................................................................................... 16
2.1.4 Mecanismo..................................................................................................... 23
2.1.5 Diagrama de Pourbaix .............................................................................. 26
2.1.6 Polarização .................................................................................................... 30
2.1.7 Velocidade de corrosão ............................................................................ 36
2.2 CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO ...................... 38
2.2.1 Conceitos gerais .......................................................................................... 38
2.2.2 Desempenho ................................................................................................. 39
2.2.3 Durabilidade e vida útil do concreto armado ................................. 40
2.2.4 Passivação do concreto ............................................................................ 42
2.2.5 Fatores intervenientes ............................................................................. 45
2.2.6 Fatores aceleradores da corrosão ....................................................... 52
3 METODOLOGIA ......................................................................................................... 58
3.1 MÉTODO COLORIMÉTRICO ............................................................................... 59
3.2 NITRATO DE PRATA ............................................................................................. 61
3.3 ESTUDO DE CASO................................................................................................... 64
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................ 69
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................... 73
10
1. INTRODUÇÃO
Desde a antiguidade, as civilizações Gregas e Romanas trouxeram grandes

contribuições para os métodos construtivos (FUSCO, 2008). Os gregos com o emprego de
vigas e utilização de placas como elementos estruturais e os Romanos com o desenvolvimento
de tijolos cerâmicos, criando os arcos de alvenaria e modificando as formas retas com a quais
se construíam. Com o passar dos anos, o amadurecimento das técnicas e a revolução
industrial, em meados do século XIX, trouxeram à luz o cimento Portland e o aço laminado,
surgia assim o concreto armado, material que é a base da construção civil até os dias de hoje.
Segundo Rossignolo (2009), o material de construção civil mais utilizado no mundo
é o concreto de cimento Portland, em consequência de ter uma grande aplicação nas diversas
áreas da engenharia, como: edificações, barragens, pontes, pavimentação, dentre outras. Visto
que ele se adapta facilmente as condições e ambientes distintos. A grande utilização do
concreto deve-se aos componentes de sua matéria-prima, que são facilmente encontrados e
produzidos.
O concreto simples tem como base em sua composição materiais como: agregado
graúdo, agregado miúdo, água, e o aglomerante, que é o cimento Portland. Podendo ser
também empregados aditivos, com o intuito de melhorar alguma propriedade especifica no
concreto (YAZIGI, 2009). Cada componente da matéria-prima confere ao concreto
determinada característica, diante disso, sabe-se que o controle na qualidade da matéria-prima
influencia diretamente na qualidade e uniformidade, assim também como a execução, tem sua
parcela de contribuição na qualidade da estrutura.
Uma estrutura de concreto armado é a junção do concreto simples, com barras de aço
em seu interior, formando uma ligação sólida, solidária, trabalhando junto e sofrendo as
mesmas deformações, devido o alto nível de aderência, para suportar esforços tanto de
compressão quanto de tração (BOTELHO, 2002).
Com o tempo pôde-se perceber que as estruturas de aço estavam sofrendo alterações
no interior do concreto. Percebeu-se que patologias como a corrosão de armaduras de aço
tornaram-se mais frequentes e com isso veio à necessidade de tomar mais cuidado com a
manutenção das peças de concreto armado.
Abriu-se um grande interesse para qualidade e longevidade das estruturas, as
variáveis como durabilidade e desempenho ganharam visibilidade, pois antigamente, as
estruturas eram superdimensionadas em suas seções transversais e na quantidade de aço,
11
podendo aguentar por décadas ataques de agentes agressivos sem causar riscos à integridade
da peça. Porém, as estruturas de hoje são mais suscetíveis a esses tipos de ataques químicos e
biológicos, visto que, as seções se tornaram mais esbeltas e consequentemente deixando as
armaduras menos protegidas.
Os autores Souza e Ripper entendem a importância de se analisar e entender o
comportamento das estruturas e suas patologias.
A primeira preocupação da estabilidade estrutural deve ser com a patologia

das estruturas, pois do estudo dos defeitos e dos sintomas patológicos das
estruturas de concreto muito pode se aprender sobre falhas de concepção, de
análise, de construção e de utilização destas estruturas. (SOUZA; RIPPER,
1998).
Os principais processos que causam deterioração do concreto podem ser de natureza

mecânica, química, eletromagnética e biológica, sendo por várias vezes combinações de
diferentes fatores. Já para a corrosão da armadura, os processos de carbonatação e íons cloros
são os principais. Andrade (1992), afirma que “a situação mais agressiva, e também a
responsável pelo maior número de casos de corrosão de armaduras é a presença de cloros”.
Fatores que estão relacionados com essas patologias são: cobrimento, qualidades dos
materiais componentes do concreto, umidade, temperatura, dentre outros.
1.1 JUSTIFICATIVA
Acredita-se na relevância dessa discussão, visto que, a corrosão das armaduras devido
à penetração de íons cloro, é uma patologia de ocorrência crescente nas peças de concreto
armado, principalmente em zonas marítimas. É possível observar mobilizações de vários
segmentos da engenharia civil, na tentativa de conhecer como ocorre todo o processo de
corrosão, para tentar prevenir ou diminuir os riscos para as estruturas, pois, este é um dos
principais problemas quando se fala em patologias, visto que, vem trazendo elevados custos
econômicos no sentido de combater maiores danos aos elementos estruturais.
Na tentativa de se diminuir a incidência dessa patologia, para que as estruturas tenham
uma maior durabilidade, é necessária a tomada de medidas profiláticas no intuito de conhecer
os causadores desse processo químico, e entender os fatores que estão atrelados à corrosão e
12
degradação da estrutura de concreto armado, devido à penetração de compostos em seu

interior, como é o caso da carbonatação e dos íons cloretos. Surge a necessidade de se
encontrar métodos mais simples e práticos e com baixo custo que permita determinar se a
estrutura corre risco de corrosão, assim, o método de aspersão de nitrato de prata aparece
como uma boa opção.
Em casos de inspeção de trincas ou desplacamentos em estruturas de concreto armado,
é necessário avaliar se a causa pode ser a corrosão da armadura, e para tanto se fazem ensaios
laboratoriais para detectar teores de cloro, este método de aspersão de nitrato de prata pode
ser executado facilmente por qualquer comunidade técnica de engenharia, nos dando respaldo
sobre até qual profundidade os cloretos livres conseguiram penetrar na estrutura, assim,
podemos dizer se a armadura pode ter sido despassivada.
1.2 OBJETIVO GERAL
O objetivo principal dessa pesquisa é o estudo de caso em um pilar de concreto

armado, no intuito de avaliar a profundidade de penetração de cloretos livres, pelo método
colorimétrico de aspersão de nitrato de prata.
1.2.1 Objetivo específico
Como objetivos secundários foram definidos:
 Avaliar qualitativamente a eficiência o método e praticidade de aplicação do método

colorimétrico para estudos iniciais de determinação de profundidade de cloretos.
 Verificar se a fissura na estrutura pode esta relacionada com a penetração dos íons
cloretos
 Determinar uma solução viável para o tratamento da estrutura, caso necessário.
1.3 ESTRUTURA E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO
Este trabalho está estruturada em cinco capítulos, do seguinte modo:

13
No Capítulo 1 temos a introdução em que é apresentado o tema do trabalho, em uma

visão mais generalista, para que o leitor fique ciente do que será abordado e também são
determinados os objetivos que o trabalho estima alcançar.
O Capítulo 2 é composto pelo referencial teórico que dará suporte ao entendimento do
processo de corrosão, suas causas, fatores influenciadores e toda a química envolvida no
transcurso da corrosão. Será visto também a aplicação direta da corrosão em estruturas de
concreto armado, dando uma base para análise dos resultados do estudo de caso.
O Capítulo 3 apresenta os procedimentos metodológicos utilizados no decorrer da
pesquisa, bem como no detalhamento da base de dados referente ao ensaio de carbonatação
realizado.
O Capítulo 4 contempla a apresentação de resultados.
E no Capítulo 5 é discutida a conclusão deste trabalho.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Neste capítulo, é apresentada uma revisão sobre o que é corrosão, definições e

aspectos importantes para a compreensão do próximo capítulo, em que trataremos de corrosão
no concreto armado.
2.1 CORROSÃO
2.1.1 Fundamentos sobre corrosão
Quando se trata da durabilidade da estrutura, a corrosão da armadura deve ser levada

em consideração, visto que, muitas vezes, esta forma de patologia não fica tão evidenciada a
olho nu, por ser um processo que acontece dentro da estrutura de concreto, ficando difícil de
diagnosticá-la em sua fase inicial.
Segundo Gentil (2011, p.1), a corrosão é um processo de desgaste e deterioração na
superfície do material metálico, a qual todos os metais estão vulneráveis, dependendo da
agressividade do meio ambiente. Em geral, são processos espontâneos, em que existe a
transformação dos materiais metálicos, afetando assim a durabilidade e desempenho das
14
peças. Estes processos podem ser químicos ou eletroquímicos, podendo estar ou não
associados a esforços mecânicos.
Já Cascudo (1964, p.39), entende a corrosão de armaduras como uma interação
destrutiva entre o material e o meio ambiente, de natureza eletroquímica, sendo o resultado da
formação de uma pilha ou célula de corrosão. Em alguns casos, a corrosão se comporta como
o processo inverso da metalurgia, pois, seus produtos são bem semelhantes aos minerais dos
quais ele foi extraído.
O problema gerado pela corrosão tem sua importância em dois aspectos: o primeiro é
o econômico, cujo custo de recuperação é bastante elevado. Alguns países como Reino Unido
e Estados Unidos, já realizaram estudos relacionando o custo anual atribuído à corrosão ao
Produto nacional Bruto (PNB) de seus países e o resultado foi surpreendente, chegando aos
índices de 3,5% e 4,2% respectivamente, do PNB de cada país. (DUTRA; NUNES, 2011,
p.5). Cita também, que no Brasil aplica-se o índice de Hoar, que estima que o custo com
corrosão tenha o índice de 3,5% do produto interno bruto (PIB) do país, correspondendo a
aproximadamente 85 bilhões de reais, valor este que enfatiza a sua importância. O segundo
aspecto que tem que ser levado em consideração é a conservação das reservas minerais e
consumo energético.
Tendo em vista a constante destruição de peças metálicas devido à corrosão, existe a
necessidade de reposição constante desses materiais, ou seja, deve-se haver uma produção
adicional que supra essa demanda. Cerca de 25% a 40% do que é produzido de aço no mundo
tem a finalidade de restituição, isso nos leva a compreensão de como o meio ambiente vem
sofrendo com esta agressão, fazendo com que as reservas minerais sejam reduzidas ou até
mesmo levando ao seu esgotamento. (GENTIL, 2011, p.6).
Ainda de acordo com o autor, sabe-se que o custo energético para produção de aço é
extremamente elevado, devido à demanda de grandes quantidades de energia para alcançar
altas temperaturas nos processos de fabricação do aço, como é o exemplo do processo de
redução eletrolítica de alumina (Al2O3) ou para a redução térmica de minérios de ferro
(Fe2O3). Para manter os metais protegidos da corrosão, é necessária uma parcela adicional de
energia para o emprego de medidas que previnam a corrosão, como é o caso de revestimentos
protetores, inibidores de corrosão, proteção catódica ou anódica, dentre outras.
15
2.1.2 Formas de corrosão
As características morfológicas das corrosões ajudam bastante no parecer técnico

sobre determinada causa da patologia, visto que as formas das corrosões já descaracterizam
possíveis processos corrosivos, tornando o patologista mais assertivo.
Segundo Cascudo (1964, p.18) as corrosões podem se apresentar das seguintes formas:
 Uniforme: em que a corrosão aparece de maneira integral, em toda superfície

da barra ou em certos trechos, caracterizando uma corrosão generalizada, podendo ser lisa e
regular ou rugosa e irregular, ocasionando perda de espessura no metal. Ocorrem em
processos de carbonatação.
 Puntiforme ou por pite: em que a corrosão atua formando cavidades
angulosas e com profundidades maiores que seu diâmetro, caracterizando uma corrosão
localizada, em pontos ou pequenas áreas na região superficial da barra. Ocorrem em processos
de corrosão por íons de cloro.
 Sobtensão: em que a corrosão ocorre de forma localizada também, assim como
a corrosão puntiforme, e que se da ao mesmo tempo em que a tensão de tração na armadura,
podendo dar origem á propagação de fissuras de natureza transgranular ou intragranular.
Já Andrade define a corrosão sobtensão sendo:
A corrosão sobtensão como seu nome indica se caracteriza por ocorrer em

aços submetidos a elevadas tensões em cuja superfície é gerada uma
microfissura que vai progredindo muito rapidamente provocando a ruptura
brusca e frágil do metal, ainda que a superfície não mostre praticamente
sinais de ataque. A única forma de confirmar a atuação de um fenômeno
desse tipo é mediante um estudo cuidadoso das superfícies da fratura pra
comprovar a falta de estricção e inclusive com o microscópio caracterizar a
“forma” da fratura. (ANDRADE, 1992, p.33).
Na Figura 1, observam-se três tipos de corrosões apresentadas, sendo: generalizada

(uniforme), puntiforme (pites) e a sobtensão, e os fatores que as provocam, que são
respectivamente: carbonatação, cloretos e tensões.
16
Figura 1 - Tipos de corrosão e fatores que os provocam.
Fonte: (CASCUDO, 1964, p.19).
2.1.3 Pilha eletroquímica
Neste tópico serão discutidos alguns conceitos necessários para a compreensão

química do processo de corrosão nos metais, abordando aspectos do fenômeno eletroquímico
em meio aquoso.
2.1.3.1 Eletrodo
É uma situação de estado estacionário, que ocorre ao mergulhar um metal numa

solução aquosa, em que forma-se um arranjo de partículas carregadas ou dipolos orientados,
denominado dupla camada elétrica, que se encontra em qualquer interface material ou meio
aquoso. (CASCUDO, 1964, p.20).
17
A Figura 2 representa um eletrodo em que existe um metal numa solução aquosa com
propriedades normais, onde fica caracterizada a dupla camada com os planos de Helmholtz,
interno e externo.
Figura 2 - Estrutura da dupla camada elétrica.
Existem dois eletrodos, que são: o cátodo e o ânodo. No cátodo ocorre à saída da
corrente elétrica (iônica) do eletrólito ou a corrente elétrica é consumida em parte da
superfície do eletrodo, ocorrendo neste caso uma reação de redução. No ânodo ocorre à saída
da corrente elétrica em forma de íons metálicos, que entra na solução, ocorrendo à corrosão.
(GEMELLI, 2001, p.6).
2.1.3.2 Eletrólito
É uma solução que permite a passagem de elétrons, em que os elétrons encontram-se

presos a íons. Formando uma corrente iônica que depende exclusivamente da mobilidade dos
18
íons, na qual os íons positivos tendem a se difundir para cátodo e os íons negativos tendem a
se difundir para o ânodo. (GEMILLI, 2001, p.6).
A figura 3 representa a ilustração de um metal inserido em um eletrólito aquoso, e a
existência de uma diferença de potencial, explicada pela presença de cargas elétricas.
Figura 3 - Condições de equilíbrio metal-eletrólito.
Fonte: (DUTRA; NUNES, 2011, p.9).
2.1.3.3 Potencial de eletrodo
A corrosão de um metal é um processo composto por duas reações parciais, que

ocorrem em locais distintos: uma reação anódica que é uma reação de oxidação, e a outra, é
uma reação catódica, que é uma reação de redução. Estas reações caracterizam o
funcionamento de uma pilha eletroquímica, que envolve uma importante grandeza
denominada “potencial do eletrodo”. Este potencial se baseia no princípio o qual, sempre que
imergimos uma barra metálica em uma solução eletrolítica, desenvolve-se uma distribuição de
cargas elétricas na interface metal/solução, estabelecendo assim uma diferença de potencial
(ddp), que pode ser positiva, negativa ou nula. Este fenômeno é uma tendência natural que
ocorre com maioria dos metais e é chamado de potencial do eletrodo. (DUTRA; NUNES,
2011, p.7).
19
Cascudo concorda com Dutra e Nunes dizendo que:
O exame de uma dupla camada elétrica mostra que na interface

metal/solução há uma distribuição de cargas elétricas tal que uma diferença
de potencial (ddp) se estabelece entre o metal e a solução. Essa ddp
conceitualmente é tida como o potencial de eletrodo e sua magnitude é
dependente do sistema (eletrodo/eletrólito) em consideração. (CASCUDO,
1964, p.21).
O arranjo ordenado que se forma na interface do metal com o eletrólito é o que

constitui a “dupla camada elétrica”. O que de fato ocorre, é que, quando o valor do potencial
dos íons na rede cristalina da barra metálica for superior ao valor do potencial dos íons
metálicos na solução eletrolítica, existirá uma tendência natural e espontânea dos íons se
locomoverem para a solução, o que deixará a barra metálica com excesso de cargas negativas,
pois os elétrons não podem existir livres na solução, permanecendo assim no metal, que faz o
potencial do metal crescer e aumenta a dificuldade dos íons migrarem para a solução.
(GENTIL, 2011, p.17). O autor cita também que este processo de transferência de íons
somente se findará quando o potencial do eletrodo e o do eletrólito encontrarem um
equilíbrio, que neste caso, a barra irá adquirir um potencial elétrico negativo em relação ao da
solução eletrolítica.
O autor continua explicando que quando o potencial dos íons metálicos na solução é
maior que o potencial dos íons metálicos da rede cristalina, o processo inverso ocorre, ou seja,
os íons encaminham-se para o metal, tornando-o com excesso de cargas positivas e o
potencial elétrico consequentemente mais elevado. Ocorrendo essa transferência até que
encontrarem o equilíbrio novamente. Neste caso, o potencial da barra metálica será positivo
em relação à solução. Quando acontece de o eletrodo e o eletrólito possuirem os potenciais
elétricos iguais, nessa situação não haverá transferências de íons. (GENTIL, 2011, p.17).
A figura 4 mostra o desenvolvimento do potencial do eletrodo e as suas fases: desde o
inicial, na intermediaria em que começa as transferências dos íons, até o eletrodo e eletrólito
chegarem a um equilíbrio:
20
Figura 4 - Fases do equilíbrio do potencial de eletrodo.
Fonte: (GENTIL, 2011, p.17).
2.1.3.4 Potencial de eletrodo padrão
A medida direta de uma diferença de potencial entre um metal e uma solução

eletrolítica na prática não acontece, pois é inviável, visto que qualquer instrumento de
medição dentro do sistema acarretaria em uma modificação na ddp da mesma. Então se tornou
necessário utilizar um “eletrodo padrão” para quantificar o valor de qualquer outro potencial
de um determinado sistema em relação a esse eletrodo de referência. A figura 5 mostra um
eletrodo de hidrogênio. (CASCUDO, 1964, p.22).
Figura 5 - Esquema ilustrativo do eletrodo padrão de hidrogênio.
Determinou-se que o eletrodo de hidrogênio seria o padrão, com isso, se convencionou

que seu potencial é zero em qualquer temperatura. Dessa maneira, ligando o eletrodo do metal
21
estudado a um voltímetro de altíssima impedância de entrada, próxima de 1012 Ω, pode-se

considerar a corrente que circula no voltímetro desprezível. (GEMELLI, 2001, p.10).
Gentil descreve como é o eletrodo padrão de hidrogênio:
É constituído de um fio de platina coberto com platina finamente dividida

(negro de platina) que absorve grande quantidade de hidrogênio, agindo
como se fosse um eletrodo de hidrogênio. Esse eletrodo é imerso em uma
solução de 1 M de íons hidrogênio (por exemplo, solução 1M de HCl)
através da qual o hidrogênio gasoso é borbulhado sob pressão de 1 atmosfera
e temperatura de 25ºC. (GENTIL, 2011, p.17).
Assim, quando se deseja fazer a comparação do potencial de um eletrodo de qualquer

metal, toma-se como referência o eletrodo em condições padronizadas. Colocam-se dois
recipientes um com o metal imergido na solução eletrolítica e o outro com o eletrodo padrão
de hidrogênio. Ligando eletricamente os dois recipientes deve haver uma ponte salina, e o
voltímetro ligando os dois eletrodos vai determinar o valor do potencial padrão do metal
considerado. A figura 6 mostra o esquema ilustrativo da medição do eletrodo padrão.
Figura 6 - Esquema ilustrativo da medição do eletrodo padrão.

22
2.1.3.5 Limitações no uso da tabela de potenciais
A Tabela 1 dos potenciais padrões, só pode ser utilizada nas condições e quantidades
já estabelecidas. Ela não nos diz nada quanto à velocidade com a qual as reações se
processam, só indica o quanto de energia certa reação química libera e tendência da reação
oxidar ou reduzir.
Tabela 1 - Potenciais dos eletrodos padrão.
Fonte: (FELTRE, 2004, p.305).

23
2.1.4 Mecanismo
Neste tópico serão discutidos aspectos para a compreensão química do processo de

corrosão nos metais e o funcionamento de uma pilha eletrolítica.
2.1.4.1 Corrente elétrica
A célula eletroquímica é um dispositivo capaz de converter energia elétrica em energia

química ou vice-versa. Ocorre que, em uma determinada reação, haverá um fluxo de elétrons
que pode ser direcionado, a fim de formar uma corrente elétrica, ou pode ser o contrário
também, uma reação ocorrendo com a necessidade de fornecimento de corrente elétrica, neste
caso, o processo chama-se de eletrólise. (DUTRA; NUNES, 2011, p.8)
Aplicando uma diferença de potencial entre dois pontos em um condutor, do qual em
seu interior encontram-se elétrons livres, ocorre um transporte de elétrons ou íons que se
denomina corrente elétrica, dada pela Equação 1, que é a variação da carga elétrica em função
do tempo. (GEMELLI, 2001, p.6).
𝑑𝑄
𝐼= (1)
𝑑𝑡
Sabendo que a carga elétrica (Q) é dada pela equação 2:
𝑄 = 𝑛𝑒 . 𝐹 (2)
Onde:
𝑛𝑒 = número de elétrons que participam da reação;
𝐹 = constante de Faraday (𝐹 = 96485 C/mol);
O autor diz ainda que a intensidade da corrente elétrica que passa no condutor será
proporcional à velocidade da reação na interface do eletrodo/ eletrólito. Temos também que o
trabalho elétrico nesse caso será igual à variação de energia livre de Gibbs, e a diferença de
potencial representada pelo potencial padrão da célula analisada. Assim o trabalho que o
sistema pode realizar é dado pela equação 3:
𝑊𝑒𝑙𝑒 = 𝛥𝐺° = −𝑄. 𝑉 (3)
𝛥𝐺° = − 𝑛𝑒 . 𝐹. 𝐸 (4)
24
Onde:
𝑄 = carga elétrica transportada;
𝑉 = diferença de potencial;
𝛥𝐺° = a energia livre de Gibbs;
𝐸° = potencial padrão da célula eletroquímica;
Essa relação obtida na equação 4 nos dá uma relação direta entre a energia livre de
Gibbs e o potencial padrão da célula eletrolítica que retrata a espontaneidade de uma reação,
visto que, quando o 𝛥𝐺° ˂ 0 o processo é espontâneo, temos assim um potencial da célula
eletroquímica positivo, em outra situação, se tivermos um 𝛥𝐺° > 0, o potencial da célula é
negativo, sendo uma reação não espontânea. (GEMELLI, 2001, p.14).
2.1.4.2 Equação de Nernst
Como a célula galvânica (pilhas) é um dispositivo capaz de transformar uma reação

química em corrente elétrica, onde ocorrem reações de oxirredução espontâneas. Na prática
geralmente não se calcula potenciais de eletrodos em suas condições padrões, então para
determinação desses novos potenciais, emprega-se a equação 5 desenvolvida por Nernst.
(GENTIL, 2011, p.22).
𝑅𝑇
𝐸 = 𝐸 𝑜 + 𝑧𝐹 . 𝑙𝑛𝑄 (5)
Onde:
E = Potencial do eletrodo em equilíbrio. (V);
𝐸 𝑜 = Potencial do eletrodo de equilíbrio padrão(V);
R = Constante universal dos gases (J/k.mol);
T = Temperatura absoluta(K);
𝑄 = relação entre as concentrações dos produtos e reagentes:
Z = Número de elétrons envolvidos no processo eletroquímico;
F = Constante de Faraday. (C).
25
2.1.4.3 Pilha de corrosão
Tendo-se dois metais em contato com um eletrólito, cada um dos metais desenvolve o
seu próprio potencial de acordo com suas reações reversíveis, e que não é o potencial padrão,
denominando-se potencial de corrosão. No entanto, quando existe a comunicação dos metais
por condutor metálico, rompem-se as condições de equilíbrio de ambos os metais. (DUTRA;
NUNES, 2011, p.14).
Figura 7 - Desenho esquemático de uma pilha de Daniel.
Fonte: (FELTRE, 2004, P.297)
Nesta pilha eletrolítica, existem as reações dos eletrodos, sendo eles, a barra de cobre
(Cu) e a barra de zinco (Zn). Do lado direito tem-se um béquer com uma solução de sulfato
de zinco (ZnSO4) em contato com uma barra de zinco, e do lado esquerdo existe uma solução
de sulfato de cobre (CuSO4) em contato com uma barra de cobre. Os dois eletrodos
encontram-se ligados por um circuito elétrico externo onde será gerada a corrente elétrica.
No compartimento do zinco ocorrerá uma reação de oxidação (anodo), em que o
zinco que esta na barra metálica encaminha-se para solução e libera os elétrons para o circuito
elétrico. Consequentemente, o compartimento do cobre recebe esses elétrons que irão atrair os
íons cobre (Cu+2) da solução, que se depositam na superfície da placa de cobre (catodo)
ocorrendo à reação de redução.
26
Esta célula eletrolítica não funcionaria sem o dispositivo da ponte salina, que tem
como objetivo manter a eletro neutralidade da pilha. Na reação do anodo onde ocorre a
oxidação o eletrólito com o passar do tempo fica rico em íons de zinco (Zn+2).
Zn ↔ 2e + Zn+2 (oxidação) (6)
Cu+2 + 2e ↔ Cu (redução) (7)
Porém as soluções devem ser neutras, então quando o eletrólito está com excesso de
cátions, o anodo presente na ponte salina migrará para o compartimento a fim de neutralizar a
solução. No segundo compartimento, conforme o cobre vai saindo da solução e indo pra
barra, a solução vai ficando rica em ânions, então os íons de sódio (Na+) migrarão da ponte
salina pra a solução a fim de neutralizá-la.
2.1.5 Diagrama de Pourbaix
De acordo com estudos feitos pelo cientista Marcel Pourbaix, foi descoberto que
existia uma relação entre o potencial do eletrodo e o pH das soluções, para um sistema em
equilíbrio. Pourbaix desenvolveu um método gráfico, que apresentava uma possibilidade de se
prever condições as quais se tornavam mais favoráveis o aparecimento da corrosão. (DUTRA;
NUNES, 2011, p.28).
Gentil define o método dos diagramas como sendo:
As representações gráficas das reações possíveis, a 25°C e sob pressão 1 atm

entre os metais e a água, para valores usuais de pH e diferentes valores do
potencial do eletrodo, são conhecidos como diagramas de Pourbaix, nos
quais os parâmetros do potencial de eletrodo, em relação ao potencial de
eletrodo padrão de hidrogênio (EH) e pH, são representado para vários
equilíbrios, em coordenadas cartesianas, tendo EH como ordenada e pH como
abcissas. (GENTIL, 2011, p.23, grifo do autor).
Obtidos através de reações termodinâmicas, e tendo como reativo a água pura, os

diagramas não se aplicam a ligas, somente a metais. Tem-se que, a suscetibilidade de um
metal a corrosão, em relação à capacidade que o metal apresenta em se dissolver na água, é a
27
uma concentração igual ou superior a 0,06 mg/l. É preciso utilizar com prudência esses
diagramas, pois, apesar de eles não fornecerem informações quanto a cinemática das reações,
eles são muito úteis para a proteção eletroquímica dos metais. (GEMELLI, 2001, p.51).
O diagrama da Figura 8 representa o diagrama de equilíbrio eletroquímico EH e pH
em relação ao ferro na presença de soluções diluídas:
Figura 8 - Diagrama de Pourbaix para o ferro: equilíbrio para o sistema Fe-H20 a 25°C.
O diagrama de Pourbaix apresentado acima apresenta regiões de corrosão, imunidade

e passividade, a que o metal puro está sujeito quando imerso em água pura, definindo regiões
onde o ferro está dissolvido sob a forma estável de Fe+2, Fe+3 e HFeO2- e regiões onde o metal
se encontra estável em forma de metal sólido como metal puro (Fe) ou um de seus óxidos
(Fe2O3). (GENTIL, 2011, p.23).
O autor continua, dizendo que se o metal tiver potencial e pH que corresponda a
região de Fe+2 ou Fe+3, o metal se dissolverá até que a solução encontre uma condição de
equilíbrio indicada no diagrama, dando-se a essa dissolução o nome de corrosão. Caso o
ponto corresponda a uma região de imunidade (Fe), quer dizer que o metal não se corroerá e
28
será imune aos ataques. No entanto, se o ponto corresponder ao campo em que se encontram
óxidos estabilizados (Fe2O3), se estes óxidos forem aderentes à superfície do metal, formará
na superfície uma barreira contra a ação corrosiva da solução, denominada camada
passivadora, porém, o metal não estará plenamente imune à corrosão, pois, essa barreira pode
ser desfeita em algum momento.
No diagrama encontram-se duas retas, as retas “a” e “b, que definem campos
importantes. A região compreendida entre essas duas linhas representa o domínio de
estabilidade termodinâmico da água, nas condições padrão de 25°C e pressão de 1 atm. Estas
retas são oriundas dos constituintes da água, H+ e OH-, que podem ser reduzidos ou oxidados.
(DUTRA; NUNES, 2011, p.28).
Dutra e Nunes (2011, p.28) explicam ainda a origem de cada uma das retas de
estabilidade da água, em que a reta “a” vem da seguinte condição de equilíbrio:
H2 ↔ 2H+ + 2e, com potencial na equação 1.8, de acordo com Nernst sendo:
𝑅𝑇 [𝐻 + ]²
𝐸 = 𝐸 𝑜 + 2𝐹 2,3 log (8)
𝑃𝐻₂
Onde:
E = Potencial, numa dada condição. (V);
𝐸 𝑜 = Potencial-padrão do H2, que é zero, por definição (V);
R = Constante universal dos gases (J/K.mol);
Assim, para concentrações diferentes, e sabendo que log [𝐻 + ] = - pH, encontramos
a equação da reta “a”, expressando o potencial em função do pH, como mostrado abaixo na
Equação 10:
𝐸 = 0 + 0,0591 log [𝐻 + ] (9)
𝐸 = 0 − 0,0591 𝑝𝐻 (10)
A reta “b”, que possui a mesma inclinação da reta “a”, vem da condição de equilíbrio
da seguinte reação:
H2O + ½ O2 + 2e ↔ 2 OH-, com potencial de acordo com Nernst sendo:
0,0591 (𝑃𝑜 2 )½
𝐸 = +0,041 + log (11)
2 [𝑂𝐻 − ]²
29
Tendo a pressão do oxigênio igual a 1, e sabendo que − log [𝐻 + ] = 14 – pH,

obtém-se assim a equação da reta “b”, expressando o potencial em função do pH, como
mostrado abaixo na Equação 13:
𝐸 = +0,041 − 0,0591 log [𝑂𝐻 − ] (12)
𝐸 = 1,229 − 0,0591 𝑝𝐻 (13)
Essas duas retas definem campos muito importantes no diagrama de Pourbaix para a
água conforme mostra a figura 9 abaixo:
Figura 9 - Desenho esquemático do diagrama de Pourbaix para a água.
A respeito do diagrama da Figura 9, Gentil (2011, p.24) estabelece alguns aspectos

importantes, como:
 Quando o pH é inferior a 8,0 e existe oxigênio dentro da solução, a elevação do

potencial do ferro (Fe), gerada pela presença do oxigênio, será insuficiente
para provocar a passivação do ferro. E se por outro caso o pH for superior a 8,0
ou próximo, o oxigênio provoca a passivação do ferro, com formação de um
filme de óxido protetor, passivando o ferro, visto a isenção de Cl-.
 Solução aquosa isenta de oxigênio ou de outros oxidantes e que contém ferro

imerso, possui um potencial de eletrodo que se encontra acima da reta “a”, o
que traz como consequência a possibilidade do hidrogênio se desprender. Caso
30
apresente pH ácido ou pH fortemente alcalino, causa a corrosão do ferro com a

redução de 𝐻 + .
2.1.6 Polarização
Toda reação eletroquímica de corrosão, quando encontra o equilíbrio do sistema,

corresponde um potencial de referência atrelado. Utilizando um eletrodo de referência, sabe-
se que se pode medir o potencial de cada metal, nas condições de equilíbrio e também durante
o processo de corrosão em que se estabelece a pilha. (DUTRA; NUNES, 2011, p.35).
O autor continua, dizendo que quando há a passagem de corrente elétrica, o potencial
de ambas as barras de metal que compõe a pilha se modificam. Essa mudança se verifica
devido ao escoamento de elétrons, que inicialmente estavam em um eletrodo, e passam para o
outro, fazendo com que a defluência de elétrons tenda a diminuir de quantidade, tornando o
potencial menos negativo, ou seja, variando no sentido positivo. Analogamente, essa
transferência deixa o eletrodo receptor com uma maior quantidade de elétrons, tornando seu
potencial mais negativo, ocorrendo assim, a denominada polarização.
Gentil descreve, sobre a polarização, que:
Quando dois metais diferentes são ligados e imersos em um eletrólito,

estabelece-se uma diferença de potencial, que tende a diminuir com o tempo.
O potencial do anodo se aproxima ao do catodo, e o do catodo se aproxima
ao do anodo. Tem-se o que se chama de polarização dos eletrodos, ou seja,
polarização anódica no anodo e polarização catódica no catodo. (GENTIL,
2011, p.114).
É comum no caso de corrosão ocorrer um potencial que seja diferente do potencial do

equilíbrio termodinâmico devido a outras reações no processo, e se dá a esse potencial o nome
de potencial de corrosão ou potencial misto. A diferença de potenciais entre dois eletrodos
indica apenas que haverá polarização, porém não nos dá conclusão nenhuma a respeito da
velocidade em que ocorre, pois a velocidade das reações anódica e catódica dependerá das
propriedades de polarização de cada um dos metais. Quando uma amostra metálica apresenta
corrosão eletroquímica, necessariamente a taxa de oxidação no ânodo é igual á taxa de
redução no cátodo, pois todos os elétrons liberados nas reações anódicas são consumidos nas
reações catódicas de redução e este potencial encontra-se em equilíbrio dinâmico. (GENTIL,
2011, p.115).
31
Para Cascudo (1964, p.29), a medida da polarização é dada pela sobretensão (ƞ), de
forma que, se o potencial originado da polarização for “E” e o potencial de equilíbrio for
“Ee”, temos a relação expressa na Equação 14:
𝜂 = 𝐸 − 𝐸𝑒 (14)
De acordo com a Figura 10, que representa o diagrama de Evans, temos a relação que
ocorre entre a corrente elétrica (em log i) e o potencial (E). A partir dos potenciais de
equilíbrio de cada eletrodo, em que ocorrerão as reações de redução e oxidação, passam por
potenciais e correntes evoluindo para um ponto de equilíbrio dinâmico já mencionado. Onde
ocorrer a intercessão das duas retas, teremos o potencial e a corrente de corrosão do sistema
todo. (CASCUDO, 1964, p.30).
Figura 10 - Variação do potencial em função da corrente elétrica circulante: polarização.
2.1.6.1 Polarização por concentração
Esta polarização (𝜂conc) está relacionada com as concentrações da espécie

eletroquímica ativa, entre a área do eletrólito em contato com a superfície do metal e o
restante da solução, em virtude da passagem de corrente elétrica, fazendo com que haja uma
variação no potencial. (GENTIL, 2011, p.116).
Já Dutra e Nunes afirmam que:
Na polarização por concentração as reações do eletrodo são retardadas por
razões ligadas a concentração das espécies reagentes. É o caso das espécies a
serem reduzidas, como os íons de hidrogênio, os quais são reduzidos na
superfície catódica, em cuja vizinhança tem sua concentração diminuída. Os
32
íons que se acham mais afastados, dentro da solução, levam um certo tempo
para, por difusão no eletrólito, alcançarem a superfície do eletrodo.
Considerando a pilha Zn, Zn+2 || Cu+2, Cu, em processo irreversível, e transmitindo

corrente elétrica, à medida que a corrente flui o cátion cúprico (Cu+2) é reduzido, tornando-se
cobre metálico que se deposita. Maior será a taxa de deposição, quanto maior for o valor da
corrente elétrica que passa no sistema. Toda essa deposição acarreta em um decréscimo na
concentração do eletrólito, a não ser que o número de íons esteja sendo reposto por migração,
difusão ou convecção. De modo análogo ocorre com o zinco (Zn), que se oxida em Zn+2, ou
seja, quanto maior o valor da corrente elétrica, maior será a taxa de dissolução do zinco,
tornando o eletrólito mais concentrado em íons Zn+2. (GENTIL, 2011, p.116).
O autor completa dizendo que, o afastamento do estado de repouso gera uma
corrente elétrica, exigindo maior transferência de massa na interface metal-solução. Se esse
processo for limitado, pode-se chegar a condição de não ser mais possível aumentar a chegada
ou saída de íons na interface metal-solução, o que gera um aumento no potencial, porém não
existirá acréscimo na corrente elétrica. A curva de polarização terá aspecto mostrado na
Figura 11.
Figura 11 - Curva de polarização por concentração.
Tem-se que, para um dado valor de potencial de um metal, a velocidade de propagação

das reações é determinada pela velocidade com que os íons e também outras substâncias
envolvidas na reação, se difundem, migram ou são transportadas, visando homogeneizar a
33
solução. A polarização por concentração pode decrescer com a agitação do eletrólito.

(CASCUDO, 1964, p.32).
2.1.6.2 Polarização por ativação
Esta polarização (𝜂ativ) ocorre devido a uma barreira energética, na interface do

eletrodo/eletrólito, à transferência eletrônica, ou seja, na energia necessária para que as
reações do eletrodo estejam a uma determinada velocidade, e está associada à etapa lenta de
transmissão de carga eletroquímica. (CASCUDO, 1964, p.33).
Gentil (2011, p.116) fala que nos casos em que tem corrosão, utiliza-se uma analogia a
relação entre corrente e sobretensão de ativação deduzida por Butler-Volmer, verificada
empiricamente por Tafel:
𝜂 = 𝑎 + 𝑏 log 𝑖 (𝑙𝑒𝑖 𝑑𝑒 𝑇𝑎𝑓𝑒𝑙) (15)
 Para polarização anódica tem-se:
𝜂ₐ = 𝑎ₐ + 𝑏ₐ log 𝑖ₐ (16)
Onde:
𝑎ₐ = (-2,3 RT/βnF)log icor
𝑏ₐ = 2,3 RT/βnF
 Para polarização catódica tem-se:
𝜂˛ = 𝑎˛ + 𝑏 log 𝑖˛ (17)
Onde:
𝑎˛ = (-2,3 RT/(1 – β)nF)log icor
𝑏˛ = 2,3 RT/(1 – β)nF
Em que:
 𝑎 𝑒 𝑏 são constantes de Tafel que reúnem:
R = Constante universal dos gases (J/k.mol);

𝛽 = coeficiente de transferência:
n = Número da espécie eletroativa;
34
 𝑖 = densidade da corrente medida;

 𝑖 cor = densidade de corrente de corrosão;
A Figura 12 representa o gráfico da lei de Tafel, mostrando que a partir do potencial

de corrosão, inicia-se a polarização catódica ou anódica, tendo para cada sobrepotencial a
corrente correspondente.
Figura 12 - Representação gráfica da lei de Tafel.
A polarização por ativação é causada pelo retardamento das reações ou de

fases das reações na superfície de um eletrodo, como, por exemplo, o
retardamento na evolução de hidrogênio sobre a superfície metálica. Então, a
velocidade desta reação é menor do que a velocidade com que os elétrons
chegam à superfície, havendo, portanto, um acúmulo de cargas negativas no
eletrodo se isto acarreta na mudança do potencial. (DUTRA; NUNES, 2011,
p.37).
Na prática, é raro um metal ou liga de importância comercial exibir comportamento

descrito por Tafel, assim é importante ressaltar que é necessário dispor de um método gráfico
preciso, para garantir que o sistema não esteja sofrendo efeito da polarização por
concentração. (GENTIL, 2011, p.117).
35
2.1.6.3 Polarização ôhmica
A polarização (𝜂 Ώ) ocorre quando se tem uma resistência elétrica, que pode ser
causada pela formação de uma película ou precipitados sobre a superfície do metal, que se
oponha a passagem da corrente elétrica. Muitos eletrodos acabam sendo recobertos por uma
película de óxido, que é relativamente elevada. Quando isso ocorre, essa polarização pode
elevar a voltagem em várias centenas. A polarização ôhmica aumenta linearmente com a
densidade da corrente. (CASCUDO, 1964, p.33).
Figura 13 - Ilustrando a polarização ôhmica.
A polarização ôhmica é consequência da resistência elétrica oferecida pela

presença de uma película de produtos sobre a superfície do eletrodo, a qual
diminui o fluxo de elétrons para a interface, onde se dão as reações com o
meio. Este fenômeno também é muito importante para proteção catódica.
A diminuição do potencial que ocorre devido à resistência do eletrólito, pode ser

quantificada pela medição da condutividade (k) da solução, tendo em consideração a
geometria da célula eletroquímica. Esta queda pode ser causada pela formação de produtos
36
sólidos, como, por exemplo: revestimento com tintas ou camadas de passivação. (GENTIL,
2011, p.117).
O autor mostra ainda, como quantificar o valor da polarização ôhmica através das
Equações 18 e 19:
𝜂Ώ = R. i (18)
1
R= .𝐶 (19)
𝑘
Onde:
R = resistência do eletrólito:
K = condutividade do eletrólito;
C = constante da célula, função de sua geometria;
Se houver, em um metal polarizado, a influência dos três tipos de polarização, a

sobretensão será resultado da soma de todas, como mostra a Equação 20:
𝜂 total = 𝜂 ativ + 𝜂 conc + 𝜂Ώ (20)
2.1.7 Velocidade de corrosão
A velocidade de corrosão pode ser classificada em dois tipos de velocidade, uma de

caráter médio e outra de caráter instantâneo. A velocidade media é tida pela perda de massa
por unidade de área e por unidade de tempo (mg/dm²/dia) e é conhecida como “mmd”, já a
velocidade instantânea referente a penetração por unidade de tempo, estimada em milésimos
de polegada por ano (mpy) ou em milímetros por ano (mmpy), indicando a penetração e
profundidade de ataque da corrosão. (CASCUDO, 1964, p.34).
Gentil (2011, p112) mostra nos gráficos (Figura 14) algumas tendências de curvas
referentes ao conjunto de medidas de perda de massa em relação ao tempo:
Curva A – ocorre quando a concentração do agente corrosivo é constante, a superfície
metálica não varia de área e quando o produto da corrosão é inerte.
Curva B – ocorre nas mesmas características da “curva A”, porem existe um período
de indução, relacionado ao tempo do agente corrosivo distribuir películas de proteção
anteriormente existentes.
37
Curva C – ocorre quando o resultado da corrosão é insolúvel e adere a superfície

metálica, tem-se uma velocidade inversamente proporcional a quantidade do produto formado
pela corrosão.
Curva D – ocorre quando a área anódica do metal é incrementada, em que a
velocidade cresce rapidamente.
Figura 14 - Curvas representativas de velocidade de corrosão.
Além das formas básicas de se estimar as velocidades das reações, existe outra
maneira, associada a corrente de corrosão (𝑖 cor), conforme é mostrado na Equação 21:
𝑞 𝑚
= 𝑎⁄ = 𝑛º 𝑑𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 − 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 (21)
𝐹 𝑛
Onde:
q = I.t = carga elétrica(C), sendo I = intensidade de corrente(A); t = tempo(s);
F = constante de Faraday;
m = massa do metal corroído (g);
a = massa atômica (g);
n = valência de íons do metal ( nº de oxidação do elemento);
A corrente de corrosão, que mede a velocidade de corrosão, só pode ser determinada

por métodos indiretos. (CASCUDO, 1964, p.36).
38
2.2 CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
Neste capítulo, serão apresentadas características do concreto armado, definições e

aspectos importantes para a compreensão da corrosão nessas estruturas, e causa de
deterioração das mesmas.
2.2.1 Conceitos gerais
É bastante comum para o engenheiro civil se deparar com problemas de corrosão em

armaduras nas estruturas de concreto armado, e, como pode ser originado por várias fontes,
não é rápido, e nem fácil, justificar o porquê da estrutura estar corroída. (HELENE, 1986,
p.1).
Estruturas de concreto armado, não devem ser resistentes apenas a esforços
mecânicos, que lhes garanta suportar esforços e momentos solicitantes. A estrutura também
deve se comportar bem mediante as solicitações externas, de caráter físico, químico e
biológico. As ações do tipo químico são as que produzem maiores danos, como por exemplo,
gases contidos na atmosfera, que na presença de umidade transformam-se em ácidos
agressivos que geram corrosão. Outro agente que gera corrosão são as águas puras, com
grande poder de dissolução, também do tipo ácidas ou salinas, que destroem por dissolução
ou por transformação dos componentes do cimento em sais solúveis. (CÁNOVAS, 1988,
p.54)
O autor ainda cita que os componentes ricos em cal, como o silicato tricálcico (C3S),
que pouco resiste aos ácidos, que atacam o hidróxido de cálcio liberado na hidratação do
cimento, que em presença de soluções salinas. Quando o concreto se encontra em condições
de águas sulfatadas, o aluminato tricálcico é um dos componentes mais sensíveis do cimento,
pois ocorre a formação de sulfoaluminato trícálcico que é extremamente expansivo com o
aumento de volume de 2,5 vezes. Por esses e outros motivos é de extrema importância manter
as estruturas protegidas contra a ação de águas e vários outros agentes nocivos ao concreto
armado.
39
2.2.2 Desempenho
O concreto é instável ao longo do tempo, visto que, altera as suas propriedades físicas
e químicas em função das características de cada um de seus componentes em conjunto com o
ambiente. Os componentes reagem de forma particular aos agentes de deterioração. Assim,
entende-se por desempenho o comportamento em serviço de cada produto, ao longo da sua
vida útil, sendo consequência do resultado do desenvolvimento nas etapas de projeto,
execução e manutenção. (SOUZA; RIPPER, 1998, p.16)
Souza e Ripper descrevem na Figura 15 três características de desempenho em função
de ocorrências de fenômenos patológicos variados:
 Caso 1 – ilustra o desgaste da estrutura, representada pela linha traço-duplo

ponto, no qual, a estrutura sofre uma intervenção técnica, e volta a seguir a
linha de desempenho acima do exigido.
 Caso 2 – ilustra um problema súbito como um acidente, representada pela linha
cheia, após a intervenção técnica imediata, volta a comportar-se acima do
desempenho satisfatório.
 Caso 3 – ilustra erros de projeto ou execução, representada pela linha traço-
monoponto, e mostra que depois da intervenção técnica ela entra em
conformidade com as condições de desempenho ideal.
Figura 15 - Diferentes desempenhos de estruturas, em diferentes patologias.
Fonte: (SOUZA; RIPPER, 1998, p.18).

40
Para a ABNT NBR 6118:2014 no (item 5.1.2.2), desempenho “consiste na capacidade

de a estrutura manter-se em condições plenas de utilização, não devendo apresentar danos que
comprometam em parte ou totalmente o uso para a qual foi projetada”.
Mesmo quando existe um programa de manutenção bem estipulado para os materiais,
eles sofrem processo de deterioração, e, assim, o material pode apresentar um bom
desempenho ou um desempenho insatisfatório mediante os diversos tipos de solicitações.
Porém, mesmo esse desempenho sendo insatisfatório, não quer dizer que a estrutura entrará
em colapso. O desafio da patologia é a avaliação dessas estruturas que não reagiram de forma
esperada às solicitações e prever intervenção técnica de forma a reabilitar a estrutura.
(SOUZA; RIPPER, 1998, p.16).
2.2.3 Durabilidade e vida útil do concreto armado
O concreto armado demonstra uma durabilidade adequada para a maioria de suas

formas de utilização, resultado este consequente da ótima relação que o concreto exerce sobre
o aço, seja com o cobrimento agindo como uma barreira física, ou pela alcalinidade que
desenvolve uma camada passiva que mantém o aço inalterado. (ANDRADE, 1992, p.19).
Para a ABNT NBR 6118:2014, no (item 5.1.2.3), Durabilidade: “consiste na
capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas e definidas em conjunto
pelo autor do projeto e o contratante, no início dos trabalhos de elaboração do projeto”. Já no
(item 6.1), diz que: “as estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que
sob as condições ambientais previstas na época do projeto e quando utilizadas conforme
preconizado em projeto conservem suas segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante
o período correspondente a sua vida útil”. E complementa descrevendo no (item 6.2.1), que:
“por vida útil de projeto entende-se o período de tempo durante o qual se mantêm as
características das estruturas de concreto, desde que atendidos os requisitos de uso e
manutenção prescritos pelo projetista e pelo construtor, bem como de execução dos reparos
necessários decorrentes do todo”.
Segundo Souza e Ripper (1998, p.19) são inevitáveis associações do conceito de
durabilidade, desempenho e vida útil da estrutura, pois se deve entender que a construção
durável está relacionada com um conjunto de decisões, técnicas e procedimentos, aos quais os
materiais e a estrutura se comportem com um desempenho satisfatório durante toda vida útil
da construção.
41
As exigências com a duração das estruturas de concreto armado estão se tornando cada
vez mais rígidas, tanto na fase de projeto, quanto na execução da estrutura. Os mecanismos
mais importantes de deterioração, como por exemplo, lixiviação, expansão devido ação de
águas e expansões decorrentes de reações entre álcalis do cimento com agregados reativos,
devem ser levados em consideração. (ARAÚJO, 2010, p.50).
Fusco entende que:
De acordo com essa norma, a avaliação da agressividade do meio ambiente

sobre uma dada estrutura pode ser feita de modo simplificado, em função das
condições de exposição de suas peças estruturais. Para essa finalidade, a
agressividade ambiental pode ser classificada conforme as classes definidas
na tabela seguinte. (FUSCO, 2008, p.45).
A durabilidade também está ligada diretamente com o ambiente o qual a estrutura está
inserida. De acordo com a ABNT NBR 6118:2014 (item 6.4), "a agressividade do meio
ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de
concreto, independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem
térmica, da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas de
concreto". E no (item 6.4.2) define que: ”nos projetos das estruturas correntes, a agressividade
ambiental deve ser classificada de acordo com o apresentado na tabela 2 e pode ser avaliada,
simplificadamente, segundo as condições de exposição da estrutura ou de suas partes”.
Tabela 2 - Classe de agressividade do ambiente (tabela 6.1 da NBR 6118:2014).
Fonte: ABNT NBR 6118:2004 (item 6.4).

42
A vida útil é definida por Andrade (1992, p.22), como sendo o período, “durante o
qual a estrutura conserva todas as suas características mínimas de funcionalidade, resistência e
aspecto externos exigíveis”. Tuutti propôs um modelo simplificado, que relaciona a vida útil
com o possível ataque de corrosão das armações, que correlaciona o tempo com o grau de
deterioração gerado, como mostra a Figura 16 abaixo:
Figura 16 - Modelo de vida útil de Tuutti.
Fonte: (ANDRADE, 1992, p.23).
A autora explica que o período de iniciação é o tempo estimado em que os agentes

agressivos atravessam o cobrimento, alcançando a armadura e gerando a despassivação da
mesma. E o período de propagação é a etapa em que acontece a deterioração progressiva da
armação, até alcançar um nível inaceitável. A existência de cloretos e a redução na
alcalinidade são dois fatores desencadeantes, que atuam no período de iniciação. Já no
período de propagação é interferido por fatores aceleradores como a unidade e o oxigênio.
2.2.4 Passivação do concreto
Um metal é passivo quando ele tem em sua superfície uma fina camada protetora de
óxido (2 a 3nm). Essa película impede o contato do metal e do eletrólito, tornando a
dissolução do metal lenta. A formação dessa camada porosa, por precipitação de hidróxidos
ou de sais do metal, pode diminuir a velocidade das reações que ocorrem na superfície, porem
não protege totalmente o metal. Em alguns meios corrosivos, metais ativos são capazes de se
apassivar, estando a um determinado intervalo de potencial, em que a densidade da corrente
43
anódica diminui abruptamente e se mantém constante, denominando-se assim o patamar de

passivação. (GEMELLI, 2001, p.41).
O autor continua dizendo que a existência desse patamar de passivação representa um
método de proteção anódica para o metal, e que ele somente deixa de existir quando são
impostos valores elevados de potencial, denominado potencial de transpassivação, em que
pode ocorrer ou não o aparecimento do filme superficial de óxido. A Figura 17 mostra a
relação da densidade de corrente com o potencial do metal passivável.
Figura 17 - Variação esquemática da densidade de corrente parcial anódica em função do potencial de

um metal passivável.
Fonte: (GEMELLI, 2001, p.42).
Trazendo esses conhecimentos para o concreto armado, em que a corrosão da

armadura é um processo especifico de corrosão eletrolítica em meio aquoso, no qual o
concreto é o eletrólito, um meio altamente alcalino (pH em torno de 12,5) e que apresenta
altas características de resistividade elétrica. (FUSCO, 2008, p.48).
Esta alcalinidade provém da fase líquida constituinte dos poros do concreto,

a qual, nas primeiras idades, basicamente é uma solução saturada de
hidróxido de cálcio – Ca(OH)2 (portlandita), sendo esta oriunda das reações
de hidratação do cimento. Em idades avançadas o concreto continua, via de
regra, proporcionando um meio alcalino, sendo que sua fase líquida, neste
caso, é uma solução composta principalmente por hidróxido de sódio
(NaOH) e hidróxido de potássio (KOH) originários dos álcalis do cimento.
(CASCUDO, 1964, p.39).
44
Andrade (1992, p.19) explica que o quando o cimento e a água são misturados, ocorre
a hidratação dos componentes, formando um aglomerado sólido, composto de uma fase
aquosa resultante do excesso de água de amassamento da mistura e uma fase de cimento
hidratado. O resultado é um concreto sólido e denso, mas também poroso repleto de canais
capilares que se comunicam entre si, permitindo certa permeabilidade aos líquidos e gases,
permitindo o acesso de elementos até a armação.
A autora completa explicando que a alcalinidade do concreto em presença de certa
quantidade de oxigênio, torna as armaduras passivadas, isto é, com uma cobertura de óxidos
transparentes e contínuos que as mantêm protegidas por tempo indefinido, mesmo na presença
de umidades elevadas no concreto. A Figura 18 retrata a armadura com a película fina de
passivação.
Figura 18 - Situação habitual de armaduras imersas no concreto.
Fonte: (FUSCO, 2008, p.48).
Fusco (2008, p.48) explica que existem algumas maneiras de causar a destruição dessa
camada passivada, levando a corrosão das armaduras do concreto, sendo elas:
 Carbonatação, que ao adentrar a camada de cobrimento, gera uma redução no

pH no concreto, tornando abaixo de 9,0.
 A presença de certa quantidade de íons cloro (Cl-), que são provenientes do
processo de amassamento do concreto ou penetração externa.
 Lixiviação do concreto, com águas percolando através de sua massa.
45
A passivação pode ser perfeita ou imperfeita, dependendo do tipo de óxido que forma
a fina película poder ou não isolar totalmente a armadura. Se a passivação for imperfeita, terá
pontos de fraqueza, em que estará propensa a ataques localizados, ou seja, pode ser
extremamente perigoso em localidades que tenham substância nociva, como por exemplo, os
íons de cloro (Cl-). (GENTIL, 2011, p.24).
2.2.5 Fatores intervenientes
Este item descreve algumas propriedades e características relacionadas à corrosão no

concreto, para melhor compreensão do processo.
2.2.5.1 Oxigênio
Para que haja corrosão (ferrugem) é preciso que exista oxigênio para completar as
reações, e também de um eletrólito, papel desempenhado pela umidade e também pelo
hidróxido de cálcio. Porém, nem sempre o produto das reações é o Fe(OH)3, e sim uma vasta
variação de óxidos ou hidróxidos de ferro. (HELENE, 1986, p.3). A Equação 22 representa
um dos produtos da corrosão:
4 Fe + 3 O2 + 6 H2O → 4 Fe(OH)3 (ferrugem) (22)
Ocorre que a redução do oxigênio, nas reações catódicas, viabiliza o consumo de

elétrons e possibilita a produção do radical OH- nas regiões anódicas, esses radicais reagem
com íons de ferro para formação dos produtos da corrosão. É importante entender que para
que o oxigênio seja difundido depende da umidade, enquanto que, para ser consumido nas
regiões catódicas ele deve está dissolvido, ou seja, para que o oxigênio esteja disponível para
as reações catódicas todos os fatores que afetam sua solubilidade consequentemente
interferem em sua disponibilidade. (CASCUDO, 1964, p.55).
Helene (1986, p.3) mostra de modo mais detalhado as reações complexas do processo
de corrosão nas equações a seguir:
 Nas regiões anódicas, dissolução e perda de elétrons do ferro:
2 Fe → 2 Fe++ + 4e- (oxidação) (23)

46
 Nas regiões anódicas, dissolução e perda de elétrons do ferro:
2 H2O + O2 + 4e- → 4OH- (redução) (24)
 Resultando em algumas equações de ferrugem:
Fe++ + 4OH- → 2Fe(OH)2 (hidróxido ferrosos, fracamente solúvel) (25)
Fe++ + 4OH- → FeO . O (óxido ferroso hidratado, expansivo) (26)
2Fe(OH)2 + H2O + ½ O2 → 2Fe(OH)3 (hidróxido férrico, expansivo) (27)
2Fe(OH)2 + H2O + ½ O2 → Fe2O3 (óxido férrico hidratado, expansivo) (28)
2.2.5.2 Cobrimento
Em qualquer estrutura é necessário especificar o cobrimento mínimo para as

armaduras, que garanta a sua integridade. A ABNT NBR 6118:2014 no (item 7.4.2) descreve
que, “atendida às demais condições estabelecidas na seção, à durabilidade das armaduras é
altamente dependente das caraterísticas do concreto e da espessura e qualidade do concreto de
cobrimento da armadura”.
Para que seja garantido o cobrimento mínimo (cmin) deve-se ser um cobrimento
mínimo acrescido de uma tolerância (Δc) que pode variar de 0,5 a 1,0 cm dependendo do
controle de qualidade, tendo como resultado da junção o comprimento nominal (cnom). A
NBR 6118:2014 no (item 7.4.7.7) disponibiliza a Tabela 3 referente aos comprimentos
nominais mínimos. (ARAÚJO, 2010, p.52).
47
Tabela 3 - Correspondência ente a classe de agressividade ambiental com o cobrimento nominal.
Fonte: ABNT NBR 6118:2014, (tabela 7.2) do item 6.4.
O cobrimento desempenha a proteção da armadura da corrosão de modo que impede a

formação de células eletrolíticas, sendo assim proteção física e química. A proteção física é
feita pela impermeabilidade, ou seja, concretos com teor de argamassa adequado e
homogêneo, dificultando que agentes patógenos externos contidos na atmosfera, águas ou
dejetos orgânicos, penetrem-no chegando até a armação. (HELENE, 1986, p.4).
Cascudo (1986, p.69) reafirma Helene em relação ao cobrimento, dizendo que “ele
além de agir como uma barreira física contra agentes agressivos, oxigênio e umidade
garantem o meio alcalino para que a armadura tenha proteção química”.
A proteção química ocorre quando o cobrimento salvaguarda a película passivante de
ferrato de cálcio, resultante das reações dos componentes de ferrugem superficial (Fe(OH)3 )
com hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ) pela equação 29.
2 Fe(OH)3 + Ca(OH)2 → CaO . Fe2O3 + 4 H2O (29)
Essa proteção pode ser assegurada mediante as condições específicas, como: elevar o
potencial de corrosão, tendo ele na região de passivação, com o pH > 2; preservar o pH
normal do concreto, que esta entre 10,5 e 13, sendo ele homogêneo e compacto; ou fazer uma
proteção catódica, de modo que seu potencial fique baixo e entre no domínio de imunidade
determinado pelo diagrama de Pourbaix (já mostrado na Figura 8). (HELENE, 1986, p.4)
48
2.2.5.3 Relação água/cimento
A relação água/cimento é um dos fatores principais para os parâmetros do concreto,

determinando a qualidade deste, e essencial para boa resistência a corrosão, pois, estabelece
características como compacidade, porosidade e permeabilidade da pasta de cimento
endurecida. Quando se tem uma baixa relação água/cimento ocorre no concreto um
retardamento na difusão de cloretos, dióxido de carbono e oxigênio, dificultando também a
penetração de umidade, tudo devido à redução do numero de poros e da permeabilidade da
peça. Também é notório um aumento na resistência do concreto, atrasando o aparecimento de
fissuras devido a tensões provindas da corrosão. (CASCUDO, 1964, p.74).
Cánovas (1988, p.53) explica que a água que não se liga com o cimento no processo
de hidratação, tem que sair da massa no processo de pega do cimento, e quando isso ocorre,
deixa poros e capilaridades que tornam o concreto permeável, ou seja, quanto maior
quantidade de água tiver que ser eliminada, maior será a permeabilidade da estrutura.
Souza e Ripper concordam com Cascudo quanto à importância da relação
água/cimento e sua influencia nas propriedades do concreto:
Assim, serão a quantidade de água no concreto e a sua relação com a

quantidade de ligante o elemento básico que irá reger características como
densidade, compacidade, porosidade, permeabilidade, capilaridade e
fissuração, além de sua resistência mecânica, que, em resumo, são
indicadores de qualidade do material, passo primeiro para a classificação de
uma estrutura como durável ou não. (SOUZA; RIPPER, 1998, p.19).
Helene (1986, p.9) faz a ligação direta do fator agua/cimento com o processo de
carbonatação, visto que, essa relação interfere diretamente na entrada de gases no cobrimento
do concreto, tendo assim grande influência na velocidade de carbonatação. Completa ainda,
afirmando que a profundidade de carbonatação, para os valores da relação água/cimento
como: 0,80, 0,60 e 0,45, não dependem do ambiente prejudicial a que estão expostos, e sim,
da relação de 4:2:1 respectivamente.
O autor ainda ressalta que a carbonatação pode ser mais intensa e perigosa em
situações com umidade relativa < 66°C e temperatura ambiente de 23°C, do que em
ambientes úmidos.
49
Figura 19 - Influência da relação água/cimento na profundidade de carbonatação.
Fonte: (HELENE, 1986, p.10).
2.2.5.4 Permeabilidade, porosidade e absorção.
Estas propriedades estão plenamente interligadas e refletem na característica da

qualidade do concreto: quanto menores os valores desses índices, melhor será para a estrutura,
embora haja um aumento da absorção capilar devido à redução expressiva do teor de
água/cimento que gera redução dos diâmetros capilares. (CASCUDO, 1964, p.74).
A permeabilidade aos gases diminui em concretos e ambientes úmidos, pois,

além da eventual formação de microfissuras de retração, a umidade e a água
presentes nos poros dificultam os movimentos dos gases. Daí o fato
consagrado de observarem-se maior profundidade de carbonatação em
ambientes secos (U.R.≤ 80%), ou submetidos a ciclos de secagem e
umedecimento. (HELENE, 1986, p.12).
A absorção de água não é fácil de ser controlada. Como visto, quanto menor os
diâmetros, maiores são as pressões capilares, o que culmina em uma absorção rápida. Isso
ocorre para um concreto denso e com um baixo teor de água/cimento. Se analisarmos por
outro extremo, temos que um concreto poroso, proveniente de uma alta relação de
água/cimento, terá baixos índices de absorção de água, porém trazendo consigo problemas de
50
permeabilidade acentuada (Figura 20). No entanto, se tivermos em algum caso raro a

saturação do concreto, não haverá absorção de água nem penetração de agentes agressivos.
(HELENE, 1986, p.13).
Figura 20 - Influência da relação água/cimento na permeabilidade de pasta de cimento.
Fonte: (HELENE, 1986, p.11).
As áreas permeáveis e porosas em grande quantidade, na maioria dos casos, irão

permitir a entrada de soluções de eletrólitos e gases como o oxigênio com mais facilidade,
sendo que, quanto maior forem os índices dessas duas características do concreto, menor será
a resistividade do mesmo, o que acelera o processo de corrosão. A alta resistividade do
concreto seco, que o torna mais protetor, pode atingir cerca de 1000.000 ohm.cm. (GENTIL,
2011, p.218).
Helene (1986, p.12) diz que o oxigênio tem maior facilidade de penetrar o concreto
que o dióxido de carbônico (CO2) e de que a água (H2O) em estado líquido ou vapor, devido a
seus gradientes de pressão e características moleculares. O gás carbônico não penetra no
concreto além da região de carbonatação, pois a substancia tende a preencher os poros
capilares.
Ainda de acordo com o autor, diante de tanta complexidade em se encontrar um
equilíbrio dessas propriedades com o fator água cimento, parece que a solução mais viável é
adicionar aditivos diversos ao concreto. Aditivos incorporadores de ar com a finalidade de
cortar a comunicação das redes capilares e diminuir a absorção de água ou aditivos
impermeabilizantes que quando misturados à massa de concreto podem reduzir drasticamente
a absorção que prejudica a armação, por exemplo.
51
Fusco (2008, p.36) escreve bastante sobre a porosidade. Analisa que existem pelo
menos quatro maneiras de provocar porosidades no concreto e cada tipo acarreta em
dimensões diferentes de poros (Tabela 4). Os poros devido à compactação são originários do
atrito entre a forma de concretagem e o agregado. Os poros devidos à incorporação de ar
surgirão na própria betoneira durante a fase de mistura: esse ar entra no processo por meio
natural ou de aditivos adicionados ao concreto, diferentemente dos poros capilares que são
eventualmente provenientes da evaporação do excesso de água de amassamento, e são
responsáveis por redes de comunicação capilar dentro do concreto. Poros de gel de cimento
que são resultados da retração química de hidratação do cimento, porém, não participam do
mecanismo de corrosão do concreto, pois suas minúsculas dimensões não permitem a
percolação de água ou gases.
Tabela 4 - Tipos de causas do aparecimento de poros no concreto.
2.2.5.5 Resistividade elétrica do concreto
É um parâmetro que interfere nas velocidades das reações de corrosão, pois atua como
um dos fatores controladores da função eletroquímica. A resistividade elétrica também está
bastante ligada ao teor de umidade, da permeabilidade e do grau de ionização do eletrólito, de
modo que, a proporcionalidade entre a taxa de corrosão e a condutividade elétrica do concreto
atua inversamente a resistividade. (CASCUDO, 1964, p.75).
Paulo Helene concorda com Cascudo quando diz que:
Pode-se concluir que a corrente elétrica no concreto movimenta-se através

de um processo eletrolítico, ou seja, quanto maior a atividade iônica do
eletrólito, menor a resistividade do concreto. Portanto, a um aumento em
relação à água/cimento, a um aumento da umidade relativa do ambiente e da
52
eventual presença de íons, tais como Cl-, SO4--, H+ etc. Deverá corresponder
a uma diminuição da resistividade do concreto. (HELENE, 1986, p.15).
Gentil (2011, p.218) descreve que os cloretos, sulfetos e nitratos são eletrólitos fortes,
por isso, tornam o meio com resistividade elétrica baixa, ocasionando uma alta condutividade
que possibilita o fluxo de elétrons e a consequente corrosão das armaduras. É importante que
se controle a quantidade de cloreto de cálcio no concreto, e que se evite o acréscimo de
aditivos com essa substância. Para concretos protendidos, em que as cordoalhas de aço-
carbono são de alta resistência e estão submetidas a elevadas tensões, é necessário verificar a
possibilidade de corrosão sobtensão fraturante, desencadeada pela presença de cloretos.
Helene (1986, p.15) aprofundando mais no tema, relata que a resistividade do concreto
varia conforme a natureza da corrente elétrica que o atravessa, tem-se que, correntes contínuas
fornecem resultados de resistividades um pouco maiores que correntes alternadas. Esclarece
ainda, valores de resistividade elétrica para o ferro e para os concretos em boa qualidade em
ambientes secos, que são respectivamente de 1,2.10-7 ohm.m e 1,0.105 ohm.m.
O autor descreve que teores de cloretos de apenas 0,6% podem reduzir a resistividade
da argamassa em 15 vezes, e que também diferentes concentrações de cloretos na argamassa
podem desencadear o processo de corrosão devido a significativas diferenças de potenciais.
2.2.6 Fatores aceleradores da corrosão
A conjectura completa de uma peça de concreto deve considerar aspectos importantes

de durabilidade que envolvem uma investigação sobre as condições que a estrutura esta
inserida, como a possibilidade de existência de agentes agressivos e aceleradores do processo
de corrosão. As condições que geram carbonatação e um aumento na proporção de íons cloro
no concreto atuando em uma estrutura plena ou com fissuração são alguns desses fatores que
aceleram e prejudicam a integridade da armação na estrutura.
2.2.6.1 Corrosão por íons cloreto
Os íons cloretos interagem tanto com o concreto quanto com as armaduras de aço,
regendo um conjunto de reações anódicas e catódicas que ocorrem em meio alcalino na
presença de água e oxigênio. No concreto o efeito desses íons agressivos deve-se a presença
53
de íons cloro (Cl-) reagindo com a água (H2O) e formando acido clorídrico (HCl), o que causa
a diminuição no pH do concreto em pontos discretos, resultando na quebra da película
passivadora de óxido de ferro que reveste as armaduras de aço. No aço, os íons cloreto atuam
nos pontos de degradação da camada protetora formando zonas anódicas de dimensões
pequenas e o restante da armadura constitui uma enorme zona catódica. (FUSCO, 2008, p.53).
Figura 21 - Efeito da presença de íons cloro reduzindo o pH do concreto e destruindo a película.
O autor ainda continua dizendo que os íons cloreto, solubilizam íons de ferro (Fe++),
porém não são consumidos no processo, funcionando assim, como catalizadores da reação e
agravando cada vez mais a intensidade da corrosão. Os íons cloreto reagem com os íons ferro,
formando o cloreto férrico, que é instável, e reagem com a hidroxila formando novos
compostos denominados de hidróxido férrico e íons cloreto. Estes cloretos formados iram
novamente se combinar com os íons férricos, tornando-se um processo que ocorrerá
continuamente em pontos localizados.
Cascudo (1964, p.43) explica que os mecanismos de transporte e penetração, desses
íons cloretos, do meio externo para o interior do concreto pode ser feito por meio de:
 Absorção capilar: o concreto absorve soluções líquidas, por meio de tensões

capilares, provenientes de poros capilares na superfície do concreto que se
interconectam com o interior da estrutura, permitindo o transporte dessas
substâncias ricas em íons cloro, originários de sais dissolvidos. Ocorre
54
imediatamente após o contato da superfície com substrato, em que a força da

tensão depende inversamente dos diâmetros dos poros, tendo assim, as maiores
intensidades de tensões quanto menores foram os diâmetros dos poros
capilares.
 Difusão iônica: no interior do concreto os movimentos dos cloretos dão-se
principalmente por difusão em meio aquoso, devido ao elevado teor de
umidade presente e diferentes gradientes de concentrações. A pasta de cimento
plenamente saturada possui valor para difusão iônica em torno de 10-12 m2/s,
sendo assim um processo lento de penetração.
 Permeabilidade: sendo umas das principais características do concreto, que
está ligado às interconexões de poros capilares, representando assim, a
facilidade (dificuldade) de substâncias serem transportadas por determinado
volume de concreto. A permeabilidade por pressões hidráulicas ocorre via
penetração de substâncias e age proporcionalmente aos diâmetros dos poros
capilares, ou seja, quanto maiores os diâmetros, mais elevada será a
permeabilidade. Percebe-se que a permeabilidade acontece de maneira
antagônica à difusão iônica em relação à variação do diâmetro, porem é mais
interessante que se reduza a relação água/cimento, que diminuirá os diâmetros
de poros, e consequentemente facilitando uma maior penetração dos íons por
difusão, porque a absorção final, levando em consideração os dois métodos
relatados a cima, será menor e mais desejável.
 Migração iônica: no concreto existe um campo elétrico gerado pelas correntes
elétricas oriundas do processo eletroquímico. Sendo os íons cloretos
possuidores de cargas elétricas negativas, tem-se que a ação do campo elétrico
provoca a migração iônica dos mesmos. Dentre todos os mecanismos de
transporte dos cloretos mencionados acima, os que ocorrem com mais
frequência são absorção capilar e difusão iônica.
Sejam oriundos da própria estrutura de concreto adicionados por meio de seus

componentes ou por aditivos, pela água do mar ou até mesmo por poluentes nos ambientes, os
cloretos se apresentam de três formas no concreto. A primeira está quimicamente ligada ao
aluminato tricálcico (C3A) formando principalmente os cloroaluminatos (C3A.CaCl2.10H2O)
que incorporam na parte sólida do cimento hidratado, podendo também ser absorvido na
superfície dos poros ou finalmente sob a forma de íons livres. (ANDRADE, 1992, p.26).
55
A autora continua descrevendo que não existe uniformidade técnica sobre a

quantidade de teor de cloretos que se evidencia prejudicial ao concreto armado, pois a
corrosão é um processo de extrema complexidade, e dependente de muitas variáveis, o que
faz com que para o mesmo teor de cloretos em alguns casos ocorra corrosão e para outros não
ocorra. A ABNT NBR -6118, limita a um teor de cloretos máximo de 500 mg/l em relação a
agua de amassamento ou então 0,02% em relação a massa de cimento, sendo mais exigente
que normas estrangeiras.
Figura 22 - Teor de cloretos propostos por diversas normas.
Fonte: (ANDRADE, 1992, p.26).
2.2.6.2 Carbonatação
A carbonatação do concreto é um dos processos essenciais para que se inicie uma

corrosão generalizada das armaduras. Compostos constituintes do cimento, como os silicatos
anidros, possuem quantidades de cálcio maior de que a quantidade que se pode ser mantida
como silicatos de cálcio hidratada, liberando assim esse excesso como o hidróxido de cálcio
(Ca(OH)2), que após o endurecimento, ficam sob a forma de cristais ou dissolvidos na água
dos poros capilares, garantindo a alcalinidade no interior do concreto com um pH
aproximadamente de 12,5. (FUSCO, 2008, p.52).
O autor continua dizendo que se o concreto não estiver totalmente mergulhado em
água, penetrará em suas superfícies o gás carbônico (CO2) da atmosfera, que, por difusão
através do ar, chegará até os hidróxidos dissolvidos, iniciando a carbonatacão do hidróxido,
56
tendo como consequência a diminuição do pH do meio úmido interior. A película de óxido de

ferro, protetora da armadura de aço, começará a se dissolver quando o pH do concreto atingir
valores inferiores a 9,0, causando a solubilização do ferro.
Figura 23 - Penetração do CO2 no concreto.
A carbonatação está diretamente ligada à permeabilidade do concreto aos gases. O gás

carbônico penetra rapidamente no início do processo e continua posteriormente diminuindo a
velocidade até atingir sua máxima profundidade. O motivo dessa diminuição e consequente
estagnação na penetração é devido à hidratação crescente do cimento, compacidade do
concreto e também consequência da colmatação dos poros superficiais, que impedem o acesso
do CO2 no concreto. (HELENE, 1986, p.9).
Fatores adversos como a umidade relativa do ar maior que 64°C e temperaturas de
23°C podem maximizar a intensidade da carbonatação em até 10 vezes do que em ambientes
úmidos.
Cascudo (1964, p.50) concorda com Fusco e Helene com relação ao efeito do CO2 no
concreto, explicando que:
Nas superfícies expostas das estruturas de concreto, a alta alcalinidade,

obtida principalmente às custas da presença de Ca(OH) 2 liberado das reações
de hidratação do cimento, pode ser reduzida com o tempo. Esta redução
ocorre essencialmente pela ação de CO2 no ar, além de outros gases ácidos
como SO2 e H2 S. Esse processo é chamado de carbonatação e, felizmente,
dá-se a uma velocidade lenta, atenuando-se com o tempo. (CASCUDO,
1964, p.50).
57
As reações simplificadas, como mostradas nas Equações 30 e 31, que ocorrem no

processo de carbonatação geram sempre o produto final sendo o carbonato de cálcio (CaCO3)
que possui um pH na ordem de 9,4 para poder precipitar, causando assim, uma alteração
substancial nas condições de estabilidade química da camada passivadora do aço. (CASCUDO,
1964, p.51).
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (30)
NaKOH + CO2 → Na2K2CO3 + H2O (31)
O autor ainda relata que no processo existe uma “frente de carbonatação” que separa
duas zonas com pHs bem diferentes, que sempre deve ser medida em relação a espessura do
cobrimento da armadura. Essa divisão em zonas nos fornece uma região com pH maior que
12 e outra com pH menor que 9,0. Se essa frente atingir a armadura, trará como consequência
a carbonatação. Ocorrida a carbonatação, a peça de aço se corrói de forma generalizada, de
modo pior de que se estivesse exposto à atmosfera desprovido de proteção, visto que, a
umidade que é rapidamente absorvida pelo concreto fica em contato muito mais tempo com a
armadura do que se ela estivesse desprotegida ao ar. Devido a concreto ser um material
microscópico, a difusão do CO2 será determinada pela forma dos poros e também se esses
poros estão secos ou preenchidos com água. Se os poros estiverem secos, o gás carbônico
penetra, mas não gera carbonatação pela falta de água, se os poros estiverem preenchidos com
água não haverá muita carbonatação, visto que, terá baixa concentração de CO2. Conclui-se
então, que a situação mais favorável para a frente de carbonatação é quando os poros estão
parcialmente preenchidos com água, o que normalmente ocorre com as estruturas de concreto.
58
Figura 24 – Frente de carbonatação.
Fonte: (MOÇAMBIQUE, 2013, p.34).
Uma vez rompida à camada de passivação do aço, seja pela frente de carbonatação ou
pela ação de íons cloretos, ou até mesmo pela simultaneidade dos agentes acima, fica
evidenciada a vulnerabilidade da armação a corrosão.
3 METODOLOGIA
O método colorimétrico será utilizado nessa pesquisa de campo. Ele possui caráter
qualitativo e indicativo para a determinação da profundidade da frente de penetração de íons
cloretos no concreto.
Este trabalho consiste nas seguintes etapas:
 A primeira etapa compreende um embasamento teórico sobre o método

colorimétrico e o composto empregado para realização do procedimento, que
será o nitrato de prata, dando ao leitor capacidade de vislumbrar com maior
clareza como é o ensaio, tendo assim, maior compreensão do método que será
realizado.
59
 Na segunda etapa é realizado um ensaio teste, com a finalidade de averiguar se

a composição do nitrato de prata a ser utilizada de fato reagirá com os cloros
livres formando o precipitado, como é esperado.
 Na terceira etapa é feita a coleta de material em campo, utilizando materiais
que perfurem a estrutura de concreto para a retirada do pó que será avaliado.
São feitas perfurações em diferentes pontos e também a diferentes
profundidades.
 Na quarta etapa é realizado o ensaio e análise dos resultados obtidos, utilizando
softwares como EXCEL para confecção de tabelas e o AUTOCAD para
representação dos pontos de perfuração e determinação da frente de penetração
dos cloretos.
 Na quinta etapa temos a conclusão do trabalho com o resultado do método
utilizado e apontamentos para futuros estudos que garantam maior precisão e
entendimento dos resultados.
3.1 MÉTODO COLORIMÉTRICO
Este método surgiu na Itália, em meados de 1970, pelo Dr. Mario Collepardi. Consiste
na aspersão de nitrato de prata, seja em placas de concreto retiradas da estrutura ou até mesmo
aspergidos no pó do concreto, em que, ocorrerão reações fotoquímicas entre o nitrato de prata
e os íons livres de cloretos que ficam frequentemente nas regiões mais superficiais nas
estruturas. A principal aplicação do método é a determinação da frente de penetração de
cloretos que incorporam o concreto por difusão. A aspersão de nitrato de prata (AgNO3) é
feita em solução aquosa na concentração de 0,1 M e quando ocorrer o contato do nitrato de
prata com a superfície do material cimentante, onde houver a presença de cloretos livres,
ocorrerá à formação de um precipitado branco referente a formação do cloreto de prata, que é
insolúvel em agua, e na região que houver cloretos combinados será produzido oxido de prata
que possui coloração marrom. (FRANÇA, 2011).
60
Figura 25 - Possível precipitação de cloretos livres (branco) e cloretos combinados (marrom).
Fonte: (Medeiros et al, 2009).
A norma UNI–7928, que regulamentava as diretrizes do método colorimétrico, foi

retirada de circulação, devido aos seus resultados não serem seguros. Esta incerteza é
explicada por Juca (2002) que descreve que o motivo da imprecisão é devido à presença de
carbono, que também gera precipitado branco. O autor aconselha que o material que passará
pelo processo experimental seja realcalinizado antes da aplicação do método colorimétrico.
O método colorimétrico, em alguns casos, por ser de baixo custo e de análise imediata,
é utilizado como estudo preliminar ao procedimento de envio de amostras para ensaios
laboratoriais, visto que, ensaios mais elaborados são dispendiosos e necessitam de um tempo
maior para a obtenção do resultado. O método colorimétrico é utilizado também como estudo
complementar para o ensaio de acelerado de migração de cloretos prescrito pela ASTM C
1202/05. (MOTA, 2011).
A NT BUILD 492 (1999) recomenda que seja tirado o valor médio entre as amostras
coletadas devido à frente de penetração de cloretos não ser homogênea por toda a extensão do
pilar. Dessa forma, a média entre os valores coletados expressaria com mais veracidade a
profundidade de penetração. A norma também preconiza cuidado ao fazer as perfurações para
não atingir em agregados graúdos o que distorceria a medida de profundidade daquele ponto,
por conta do bloqueio do agregado. Além disto, evitar medidas de profundidades com menos
de 1,0 cm da borda do pilar.
O método colorimétrico por aspersão foi utilizado por Cavalcante & Cavalcante, no
ano de 2010, para avaliar manifestações de patologias de um píer localizado na praia de
61
Tambaú, na cidade de João Pessoa/PB. Comprovando que corrosão das armaduras realmente
tinha ocorrido devido à penetração de íons cloretos.
3.2 NITRATO DE PRATA
O composto tem formula molecular AgNO3, sendo comercialmente denominado de

“cáustico lunar”. É um sal inorgânico, sólido a temperatura ambiente, que possui determinada
sensibilidade quando em contato com a luz. É um forte oxidante, portanto, é necessário
cuidado em manuseá-lo para que não se sofram queimaduras ou irritação na pele, como
também, cuidado com o material com o qual vai misturá-lo, pois ele é explosivo se misturado
com materiais orgânicos ou outros materiais também oxidantes. (TRINDADE, 2016).
Quando aspergido no concreto ou na argamassa contaminada, na presença de luz, o
nitrato de prata reage, podendo ocorrer à reação da Equação 32, em que, se tem como produto
o cloreto de prata (AgCl):
AgNO3 + Cl- → AgCl (↓) + NO3- (precipitado branco) (32)
Entretanto, mesmo que não existam cloretos livres, mas a estrutura já estiver
carbonatada, então, ocorrera à reação da Equação 33, que tem como produto o carbonato de
prata.
2Ag+ + CO32- → Ag2CO3 (↓) (precipitado branco) (33)
Esse é o motivo técnico que torna o método colorimétrico impreciso em certas
circunstâncias, porém, mesmo que o precipitado branco seja devido à formação do carbonato
de prata, isto significa que o concreto está contaminado e que a camada de passivação pode
estar deteriorada, permitindo a corrosão da armadura. (FRANÇA, 2011).
O nitrato de prata utilizado terá concentração de 0,1 M, dissolvido em solução aquosa.
Para essa concentração foi necessário uma quantidade de massa de 1,69 gramas para a
quantidade de 100 ml do composto. Esta composição foi obtida em uma farmácia de
manipulação e a quantidade de massa necessária para o composto foi calculada por Marco
Antônio de Abreu Viana, Mestre em química pela UFPB e atual aluno do Doutorado na
mesma instituição.
A figura 26 mostra o composto em um recipiente escuro, essencial para que a luz não
condicione reações devido à sensibilidade fotoquímica.
62
Figura 26 - Composto Nitrato de prata a concentração de 0,1M.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Para efeito de verificação do composto nitrato de prata (AgNO3) utilizado, foi

realizado um experimento teste, com a finalidade de certificar que a concentração proposta de
0,1M do composto acarretaria na precipitação de cloretos de prata com coloração branca.
Foram utilizados 300 ml de água sanitária, que possui grande quantidade de cloro.
Posteriormente adicionou-se o nitrato de prata como mostra a Figura 27.
Figura 27 - Solução de água sanitária.
O resultado obtido no teste foi fora do previsto, visto que, após a adição do composto,
não houve a formação de precipitado branco insolúvel em água, e sim, uma “nevoa” branca,
retratada na Figura 28, levando a entender que o composto estava com a dosagem fora do
estabelecido.
63
Figura 28 - Solução de água sanitária com o nitrato de prata.
Ao entrar em contato com o responsável pelo produto, foi verificado que a

concentração não estaria adequada. Com o composto reformulado com a quantidade de nitrato
de prata necessário para que ocorresse a precipitação, foi realizado um novo teste,
comprovando que realmente essa concentração de 0,1 M é eficaz para utilização do método
colorimétrico. A Figura 29 mostra o resultado obtido mediante o segundo teste do composto.
Figura 29 - Precipitado de cloreto de prata.

64
3.3 ESTUDO DE CASO
A pesquisa do estudo de caso foi realizada em uma unidade residencial unifamiliar,

situada a uma distância aproximada de 200 metros da praia do Bessa, em João Pessoa, na
Paraíba.
Figura 30 - Localização da residência onde foi realizado o ensaio.
Fonte: Google Earth.
O estudo consiste na analise de profundidade de penetração de íons cloretos no pilar

da figura abaixo:
Figura 31 - Pilar analisado no estudo de caso.
O pilar possui seção transversal retangular de dimensões de 20 cm de largura por 30

cm de comprimento, tendo uma altura de 2,9 metros. Ele é responsável pela sustentação de
65
uma viga proveniente da estrutura interna da residência, como também, de um pergolado

existente na área externa da residência. O pilar fica na parte externa da casa, próximo à
garagem do automóvel, totalmente exposto às intempéries climáticas que possam surgir na
região e suscetível ao gás carbônico liberado pelo automóvel. A estrutura tem cerca de 20
anos e nunca sofreu nenhum tipo de manutenção estrutural, apenas pintura. No pilar, se
encontra na parte inferior, próximo a onde estão as armaduras, um princípio de desplacamento
do concreto, indícios de que a armadura está despassivada, passando pelo processo de
corrosão.
Com a finalidade de se obter níveis para frente de penetração dos cloretos, foram
verificadas as profundidades de 0 cm a 10 mm; 10 mm a 20 mm; 20 mm a 30 mm; 30 mm a
40 mm e de 40 mm a 50 mm. As seis perfurações foram feitas distanciadas de 20 cm
verticalmente, como mostra a figura 32. Foi tomado precaução em relação à proximidade dos
furos com a fissura existente, para não prejudicar a integridade da estrutura.
Figura 32 - Perfurações e fissuras no pilar.

66
Utilizando uma furadeira e broca de 5 mm, foi colocado um recipiente plástico, para
que, na medida que os furos fossem feitos, o pó já estivesse sendo coletado e colocados nos
sacos plásticos.
Figura 33 - Momento da realização das perfurações.
A Figura 34 mostra as sacolas plásticas de armazenamento do material extraído do

pilar de concreto armado estudado, sendo utilizadas 30 unidades.
Figura 34 - Material utilizado para armazenar o pó do concreto.

67
A separação do material foi feito da seguinte maneira: cinco sacos para cada um dos
seis pontos de perfuração, de forma que, cada saco contivesse material referente a 10 mm de
perfuração. Com isso foi possível evitar mistura de material ou ate contaminação externa. Em
cada saco plástico foi marcado o ponto perfurado, e a profundidade de perfuração.
Posteriormente se utilizou o nitrato de prata (AgNO3) no pó do concreto para verificar

se apareceriam algumas partículas de cloreto de prata como resultado da mistura. Com isso
tivemos condições de determinar se na profundidade estudada existiam cloros livres.
Figura 35 - Material referente ao furo 1.

68

69
Após a realização dos furos, foi realizado a colmatação e lavagem de todas as

perfurações com o uso de epóxi de alta resistência (procedimento realizado pelo responsável
pela residência).
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Neste capítulo são apresentados os resultados e discussões referentes à aplicação do

método colorimétrico. Após analise qualitativa, de forma visual, das amostras colhidas,
tivemos que:
70
 Quando misturado o pó do concreto com o nitrato de prata é de se esperar que

apareça em poucos segundos, na presença de luz, o precipitado de cloreto de
prata (AgCl), mas devido à coloração do cloreto de prata ser branco
acinzentado, tornou difícil identificar visualmente o mesmo, visto que, as
amostras por serem feitas de pó apresentavam certo grau de turbidez.
 Havia a necessidade de encontrar outra maneira de verificar se existia de fato

cloreto de prata em cada uma das amostras, caso existisse, tornar perceptível ao
olho humano. Após bastante pesquisa na tentativa de encontra algum composto
químico que inserido na amostra modificasse a pigmentação do AgCl, foi
identificado, um método mais simples no texto escrito pelo prof. Dr. Luís
Roberto Brudna Holze, do ano de 2013. No texto ele fala que se o precipitado
de cloreto de prata for exposto á luz do sol por um período de tempo maior, o
material que a princípio é branco, aos poucos, vai adquirindo coloração escura,
fato que ocorre devido decomposição do AgCl em prata metálica (escuro).
 Com base nesse conhecimento, foi feito a exposição das amostras a luz do sol,
e de fato, após cerca de 40 min, foi possível observar o aparecimento de
pigmentação escura em algumas amostras. Soube-se então que havia cloreto de
prata presente, e que ele estava sendo transformado em prata metálica. As fotos
de número 35 a 40 retratam o pó do concreto já com os pontos escuros de prata
metálica e na tabela 5 temos os resultados das amostras:
Tabela 5 - Profundidade de alcance da frente de cloretos encontrada em cada perfuração.
PERFURAÇÕES 0 a 10 (mm) 10 a 20 (mm) 20 a 30 (mm) 30 a 40 (mm) 40 a 50 (mm)

FURO 1 NÃO NÃO SIM SIM SIM
FURO 2 NÃO SIM SIM SIM NÃO
FURO 3 NÃO SIM SIM SIM SIM
FURO 4 SIM NÃO SIM SIM NÃO
FURO 5 NÃO NÃO SIM SIM SIM
FURO 6 SIM SIM SIM SIM NÃO

71
 De acordo com a observação visual das amostras na tabela 5, tem-se que, as

profundidades de penetração onde foram encontrados os pigmentos escuros
eram partículas de cloreto de prata anteriormente.
 Pela tabela 5 acima também se observa que em algumas das perfurações a

profundidade chegou aos 50 mm, porém o recobrimento da armadura é de 30
mm da superfície da face estudada, ou seja, a frente de penetração do cloro está
chegando às armações ao longo de parte da estrutura. Pode-se observar também
que, como esperado, não existe homogeneidade no nível de penetração dos
cloretos, visto que, as condições dos poros capilares responsáveis pelo processo
de transporte dos íons cloretos são diferentes dentro da própria estrutura.
 É importante observar que na maioria das perfurações de 0 a 10 mm não

apresentaram cloreto de prata, isso se deve ao fato do concreto ser de
localização externo a residência, descoberto e suscetível às chuvas. Cascudo
(1997) afirma que as concentrações de cloretos na superfície do concreto tende
a ser pequena, pois as águas pluviais que possibilitam a molhagem da peça
retiram os cloretos impregnados superficialmente.
 A região com maior índice de penetração de cloretos livres corresponde às

perfurações 1, 3 e 5. Esse alto valor de profundidade pode ser causado pela
presença da fissura existente em toda proximidade de borda da estrutura. Sabe-
se que as fissuras são fatores que contribuem para o processo de entrada de
cloretos na estrutura, visto que, sua abertura permite a passagem dos íons
cloros com maior facilidade, permitindo o acesso a maiores profundidades.
72
Na figura 41 podemos observar o desenho esquemático resultante da aplicação do

método colorimétrico que expressa com maior clareza como está sendo à frente de penetração
dos cloretos no pilar analisado.
Figura 41 - Desenho esquemático da frente de penetração.

73
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Dentre um dos objetivos desse estudo, que foi produzir uma visão geral sobre o
emprego do método colorimétrico por aspersão de nitrato de prata como método preliminar
para determinação de patologias em estruturas de concreto chegamos as seguintes conclusões:
 Com as profundidades de penetração medidas para este estudo de caso, o

método colorimétrico contribuiu como exame preliminar de avaliação,
deixando indícios que a fissura foi causada devido à corrosão da armadura,
provenientes da penetração de cloretos.
 O método colorimétrico por aspersão de nitrato de prata se mostrou

extremamente aplicável ao pó do concreto, sendo avaliado como um ótimo
método para estudo preliminar para verificação de frente de penetração de
cloretos.
 O pilar encontra-se com possível armação despassivada necessitando de

ensaios mais específicos para viabilizar o melhor tipo de recuperação para a
estrutura, de modo que se evite maiores transtornos futuros com gastos bem
mais elevados.
74
6 REFERENCIAS
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de concreto – procedimento. Rio de Janeiro, 2014.
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76
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Determinacao Da Profundidade de Penetracao de Cloretos Por Aspersao de Nitrato de Prata em Estrutura de Concreto Estudo de Caso

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

CENTRO DE TECNOLOGIA – DECA

CAIO RHODOLFO LIMA FONSECA

DETERMINAÇÃO DA PROFUNDIDADE DE PENETRAÇÃO DE

DETERMINAÇÃO DA PROFUNDIDADE DE PENETRAÇÃO DE

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao

Orientador (a): Prof. Dr. Paulo Germano Toscano

Determinação da profundidade de penetração de cloretos por

Orientador: Prof. Dr. Paulo Germano Toscano Moura.

Monografia (Curso de Graduação em Engenharia Civil) Campus I -

1. Patologia Corrosão 2. Método colorimétrico 3. Aspersão de

Ao meu professor e orientador Paulo Germano Toscana Moura, que foi de

A todos os professores que contribuíram para minha formação profissional,

Figura 1 - Tipos de corrosão e fatores que os provocam. .................................................................................... 16

Desde a antiguidade, as civilizações Gregas e Romanas trouxeram grandes

A primeira preocupação da estabilidade estrutural deve ser com a patologia

Os principais processos que causam deterioração do concreto podem ser de natureza

degradação da estrutura de concreto armado, devido à penetração de compostos em seu

1.2 OBJETIVO GERAL

O objetivo principal dessa pesquisa é o estudo de caso em um pilar de concreto

1.2.1 Objetivo específico

Como objetivos secundários foram definidos:

 Avaliar qualitativamente a eficiência o método e praticidade de aplicação do método

1.3 ESTRUTURA E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

Este trabalho está estruturada em cinco capítulos, do seguinte modo:

No Capítulo 1 temos a introdução em que é apresentado o tema do trabalho, em uma

Neste capítulo, é apresentada uma revisão sobre o que é corrosão, definições e

2.1.1 Fundamentos sobre corrosão

Quando se trata da durabilidade da estrutura, a corrosão da armadura deve ser levada

2.1.2 Formas de corrosão

As características morfológicas das corrosões ajudam bastante no parecer técnico

 Uniforme: em que a corrosão aparece de maneira integral, em toda superfície

A corrosão sobtensão como seu nome indica se caracteriza por ocorrer em

Na Figura 1, observam-se três tipos de corrosões apresentadas, sendo: generalizada

Figura 1 - Tipos de corrosão e fatores que os provocam.

Fonte: (CASCUDO, 1964, p.19).

2.1.3 Pilha eletroquímica

Neste tópico serão discutidos alguns conceitos necessários para a compreensão

É uma situação de estado estacionário, que ocorre ao mergulhar um metal numa

Figura 2 - Estrutura da dupla camada elétrica.

Fonte: (CASCUDO, 1964, p.21).

É uma solução que permite a passagem de elétrons, em que os elétrons encontram-se

Figura 3 - Condições de equilíbrio metal-eletrólito.

Fonte: (DUTRA; NUNES, 2011, p.9).

2.1.3.3 Potencial de eletrodo

A corrosão de um metal é um processo composto por duas reações parciais, que

Cascudo concorda com Dutra e Nunes dizendo que:

O exame de uma dupla camada elétrica mostra que na interface

O arranjo ordenado que se forma na interface do metal com o eletrólito é o que

Figura 4 - Fases do equilíbrio do potencial de eletrodo.

Fonte: (GENTIL, 2011, p.17).

2.1.3.4 Potencial de eletrodo padrão

A medida direta de uma diferença de potencial entre um metal e uma solução

Figura 5 - Esquema ilustrativo do eletrodo padrão de hidrogênio.

Fonte: (DUTRA; NUNES, 2011, p.9).

Determinou-se que o eletrodo de hidrogênio seria o padrão, com isso, se convencionou

estudado a um voltímetro de altíssima impedância de entrada, próxima de 1012 Ω, pode-se

É constituído de um fio de platina coberto com platina finamente dividida

Assim, quando se deseja fazer a comparação do potencial de um eletrodo de qualquer