(2,0 pontos) Quais são as formas de calcular a taxa de corrosão de um material metálico? Explique a forma de realizar um teste para cálculo de taxa de corrosão e indique as variáveis necessárias para esse cálculo.
Passo 1
Então, a questão pede para a gente listar as formas de calcular a taxa de corrosão de um metal, explicar como rola um teste e dizer quais variáveis entram no cálculo. O assunto é “corrosão metálica” e vamos usar dois métodos principais: o gravimétrico (baseado em perda de massa) e o eletroquímico (baseado em corrente de corrosão). Para resolver, precisamos conhecer conceitos de densidade, área, tempo, peso equivalente, Lei de Stern-Geary e noções básicas de ensaio eletroquímico (polarização).
Passo 2
Método gravimétrico – é o mais direto: a gente pesa a peça antes e depois da exposição ao meio corrosivo. A perda de massa
dá a taxa. A teoria é simples: corrosão come material, que vira íons na solução. A taxa de perda de espessura costuma ser dada por
onde
• = massa inicial – massa final (g)
• = densidade do metal (g/cm³)
• = área exposta (cm²)
• = tempo de ensaio (h)
Assim você obtém CR em cm/h (ou converter pra mm/ano).
•
•
•
•
Assim você obtém CR em cm/h (ou converter pra mm/ano).
Passo 3
Método eletroquímico – aqui a gente mede correntes e potenciais. O ponto-chave é a densidade de corrente de corrosão
. Pelo ensaio de polarização linear ou Tafel a gente obtém a curva tensão × corrente e extrai
. Segundo a Lei de Stern-Geary:
onde
• = resistência polarização (Ω·cm²), obtida na curva
• = constante de Stern-Geary (V), dependente das inclinações de Tafel
Depois, convertemos em taxa de espessura pela fórmula
•
•
Depois, convertemos
onde
• = constante de conversão de unidades (por ex. 3,27×10⁻³ mm·g/μA·cm·ano)
• EW = peso equivalente do metal (g/eq)
• = densidade (g/cm³)
•
• EW = peso equivalente do metal (g/eq)
•
Passo 4
Como realizar um ensaio prático?
- Preparação: lixar, limpar e pesar a amostra (gravimétrico) ou instalar o eletrodo de trabalho, eletrodo de referência e auxiliar (eletroquímico).
- Exposição: mergulhar no meio corrosivo por tempo
. - Medição: para gravimetria, limpar pátina, secar e re-pesar; para eletroquímica, fazer varredura de potencial e registrar a curva polarização.
- Cálculo: aplicar as fórmulas acima.
Variáveis principais que entram no cálculo:
• Δm, A, t, ρ (gravimétrico)
• i₍corr₎, Rp, B, EW, ρ, K (eletroquímico)
• Δm, A, t, ρ (gravimétrico)
• i₍corr₎, Rp, B, EW, ρ, K (eletroquímico)
Resposta
As duas formas clássicas de calcular taxa de corrosão são:
- Método gravimétrico, com
- Método eletroquímico, via Lei de Stern-Geary e conversão
No ensaio gravimétrico você mede
, área
, tempo
e densidade
. No eletroquímico você mede resistência de polarização
, usa
, peso equivalente EW, densidade
e constante
.