O que é a corrosão metálica?

A corrosão metálica é a transformação de um material ou liga metálica pela sua interação química ou eletroquímica num determinado meio de exposição. Este processo de transformação resulta na formação de produtos de corrosão e na libertação de energia. Por outras palavras, pode-se definir corrosão como sendo a destruição degradativa dos metais, pois a corrosão produz alterações prejudiciais e indesejáveis nos mesmos. Sendo o produto da corrosão um elemento diferente do material original, a liga acaba por perder as suas qualidades essenciais, tais como, a resistência mecânica, a elasticidade, a ductilidade e a estética, entre outras.

A corrosão metálica está geralmente associada à exposição do metal ou liga metálica num meio no qual existem moléculas de água, juntamente com oxigénio gasoso ou iões de hidrogénio, num meio condutor.

A corrosão está muito presente na sociedade e representa grandes perdas económicas, pois todos os tipos de corrosão estão relacionados com a diminuição do tempo de vida de um material. Em certos casos, quando a corrosão apresenta níveis bastante elevados torna-se impraticável a sua remoção. Desta forma, torna-se necessário a prevenção e o controlo de modo a evitar estes problemas. Para minimizar as perdas foram sendo desenvolvidos vários produtos anti-corrosão nomeadamente sprays lubrificantes e anti-corrosão para sistemas mecânicos.

Tipos de corrosão metálica

Existem três tipos de corrosão, sendo estas: Química, Eletroquímica e Eletrolítica.

Corrosão Química

Na corrosão química ocorre o ataque de algum agente químico diretamente sobre um determinado material, que pode ou não ser um metal. Não necessita da presença de água e não ocorre transferência de eletrões.

Como exemplos tem-se os solventes ou agentes oxidantes que podem quebrar as macromoléculas de polímeros (plásticos e borrachas), levando-os à sua degradação. Tem-se também o ácido sulfúrico que corrói o zinco metálico, entre outros exemplos.

Corrosão Eletroquímica

A corrosão eletroquímica é o tipo de corrosão mais comum, pois é a que ocorre com os metais, geralmente na presença de água. Pode-se dar em duas formas principais, sendo estas:

• Quando o metal está em contacto com um eletrólito, formando uma pilha de corrosão
• Quando dois metais são ligados por um eletrólito, formando uma pilha galvânica

Um exemplo de uma corrosão eletroquímica em que o metal está em contacto com um eletrólito, formando uma pilha de corrosão é a formação da ferrugem.

Na formação da ferrugem, o ferro oxida-se facilmente quando exposto ao ar húmido (oxigénio (O₂) e água (H₂O)).

Esta oxidação resulta no catião Fe²⁺, formando o polo negativo da pilha:

Ânodo: Fe → Fe²⁺ + 2e^–

Entre os vários processos de redução que podem ocorrer, o mais significativo é o da água:

Cátodo: 2 H₂O + 2e^– → H₂ + 2 OH^–

Para que ocorra este processo de oxidação-redução deve haver contacto elétrico entre a região anódica e a catódica para que ocorra o fluxo de iões entre essas regiões e o circuito elétrico se feche.

Fe²⁺ + 2 OH^– → Fe(OH)₂

Enquanto os catiões Fe²⁺ migram para o polo negativo, os aniões OH^– migram para o polo positivo, ocorrendo a formação do óxido ferroso (Fe(OH)₂).

Na presença de oxigénio, este composto é oxidado a hidróxido de ferro (III) (Fe(OH)₃), que depois perde água e transforma-se no óxido de ferro (III) mono-hidratado (Fe₂O₃.H₂O), que é um composto que apresenta uma coloração castanho-avermelhado, isto é, a ferrugem comum que se conhece.

2 Fe(OH)₂ + H₂O + ½ O₂ → 2 Fe(OH)₃

2 Fe(OH)₃ → Fe₂O₃.H₂O + 2 H₂O

A presença de água favorece a formação da ferrugem porque possui iões dissolvidos, facilitando o fluxo dos eletrões.

Um exemplo prático de uma corrosão eletroquímica em que dois metais são ligados por um eletrólito, formando uma pilha galvânica pode ser quando se coloca uma placa de cobre e uma de ferro, ambas mergulhadas num eletrólito neutro e postas em contacto, formando um circuito elétrico. Cada placa tornar-se-á um elétrodo.

O ferro será o ânodo, oxidando-se e perdendo eletrões que migram para o cátodo, que será a placa de cobre, que por sua vez, é reduzido. O ânodo irá sofrer o desgaste, formando a ferrugem no fundo do recipiente.

Corrosão Eletrolítica

A corrosão eletrolítica é um processo eletroquímico que ocorre com a aplicação externa de uma corrente elétrica. Este processo não é espontâneo. É de notar que ao contrário da maioria dos metais, os objetos de alumínio não enferrujam facilmente. O que ocorre, na realidade, é uma oxidação superficial do alumínio, produzindo uma película fina de óxido de alumínio (Al₂O₃), que se adere com firmeza à superfície e evita que o processo de corrosão continue.

Uma maneira muito comum de proteger um metal da corrosão é revesti-lo com metais que tenham maior potencial de oxidação, ou seja, maior tendência em perder eletrões. Assim, o metal do revestimento oxida-se primeiro e retarda a oxidação do outro. Outra medida muito frequente de combater a corrosão é a pintura com tintas especiais. Quando a tinta é bem aplicada, forma um filme protetor que evita o contacto do metal com o ar, impedindo a formação de ferrugem.

References:

Gemelli, Enori; «Corrosão de materiais metálicos e sua caracterização»; LTC.