Questão 8 - Em um noticiário foi mencionado que uma passarela uma passarela de peoesures ue concreto ruiu na cidade de São Paulo, ferindo mais de 100 pessoas. Investigações revelaram que
tinha sido misturado à argamassa que preenchia os orificios em torno dos cabos de reforço de aço dentro do concreto, resultando em corrosão dos cabos e enfraquecendo, assim, a estrutura. Com base em seu conhecimento de corrosão, explique por que o uso de compostos de cloro em concreto reforçado por aço é desencorajado pela indústria de concretos. ( 12,0 pontos)
Passo 1
O enunciado nos dá as seguintes informações e pede uma explicação:
- Uma passarela em concreto armado ruiu; investigações mostraram que
foi misturado na argamassa que preenchia os orifícios em torno dos cabos de aço. - Resultado: corrosão dos cabos de aço e enfraquecimento da estrutura, com feridos.
O que o enunciado pede: - Explicar, com base em conhecimento de corrosão, por que o uso de compostos de cloro em concreto armado é desencorajado pela indústria de concretos.
Passo 2
Conceito básico de corrosão eletroquímica (a “aula rápida”):
- Corrosão do aço é um processo eletroquímico onde o ferro metálico se oxida (perde elétrons) em regiões anódicas e esses elétrons são consumidos por reações catódicas em regiões vizinhas do mesmo metal. Um par de reações típicas na presença de oxigênio e água é:
- Explicação das variáveis e termos:
é o ferro do aço; são íons ferro dissolvidos; são elétrons; é o oxigênio dissolvido na água; são íons hidróxido formados na redução do oxigênio. - Importante: para que a corrosão continue, precisa haver um caminho para os elétrons (o próprio metal), um meio condutor (solução aquosa com íons) e reações anódicas e catódicas ocorrendo em áreas diferentes da mesma peça.
Passo 3
Por que o aço em concreto normalmente não corrói: a proteção ativa (passivação)
- O concreto fresco e hidratado tem um ambiente fortemente alcalino devido ao
e outros produtos da hidratação do cimento; o pH típico do poro do concreto é aproximadamente . - Esse pH alto produz uma camada passiva (óxidos/hidróxidos de ferro muito finos) sobre o aço que inibe a oxidação contínua do ferro. Em outras palavras, o aço fica “protegido” pela alcalinidade do concreto: a camada passiva limita ou para a reação anódica
. - Resumo curto: concreto alcalino → camada passiva no aço → corrosão negligenciável se essa camada permanecer íntegra.
Passo 4
Como os íons cloreto (
) atacam essa proteção (mecanismo principal)
- Íons cloreto presentes no concreto (vindos de
, etc.) penetram pelos poros e, ao atingir a superfície do aço, promovem a ruptura localizada da camada passiva. Esse processo é chamado de depassivação por cloretos e costuma originar corrosão localizada do tipo pitting (focos localizados de corrosão muito ativos). - Mecanismo simplificado: cloreto complexa-se com ferro ou altera o equilíbrio da camada passiva, favorecendo a dissolução local do ferro e a formação de sais solúveis como
e que são removidos ou transportados, expondo metal fresco e mantendo a corrosão ativa. - Em termos eletroquímicos, uma pequena área anódica onde a passivação foi rompida sofre intensa oxidação
, enquanto áreas vizinhas atuam como cátodo onde ocorre redução do oxigênio. Essa diferenciação de áreas cria correntes de corrosão elevadas e acelera a perda de seção do aço.
Passo 5
Efeitos específicos de
quando misturado no concreto
- Fonte direta de
: ao adicionar à argamassa, está-se introduzindo uma grande quantidade de íons cloreto perto do aço, aumentando a probabilidade de atingir a concentração crítica local de cloretos que causa depassivação. - Aumenta a condutividade elétrica da solução nos poros: maior condutividade facilita correntes eletroquímicas de corrosão.
- Retenção/absorção de umidade: sais cloretos são higroscópicos ou mantêm condições de umidade local por mais tempo, e umidade contínua é necessária para a corrosão. Assim, a presença de
favorece um ambiente úmido e condutor. - Acelera endurecimento do cimento (usado tradicionalmente como acelerador), mas o benefício de pega mais rápida não compensa o risco de corrosão do reforço.
- Resumo curto:
fornece cloretos, aumenta condutividade e mantém umidade → ambiente perfeito para corrosão.
Passo 6
Conseqüências estruturais: por que isso pode levar à ruína da passarela
- Corrosão reduz a seção efetiva dos cabos de aço (perda de resistência mecânica).
- Produtos de corrosão (óxidos e hidróxidos de ferro, “ferrugem”) ocupam volume maior que o metal original; essa expansão gera tensões internas no concreto, causando fissuração, destacamento do cobrimento e aceleração da penetração de mais agentes agressivos (efeito cascata).
- A combinação de redução de área de aço + fissuras no concreto acelera ainda mais o processo até que a capacidade estrutural seja comprometida, podendo levar a colapso localizado ou global, dependendo do papel dos cabos atacados.
Passo 7
Condição crítica e fatores agravantes (o que o projetista/examinador precisa saber rápido para a prova)
- Existe um “limiar crítico de cloretos” (quantidade de
por massa de cimento) abaixo do qual a passividade tende a ser mantida e acima do qual inicia-se a corrosão localizada. Esse limiar depende de muitos fatores (tipo de cimento, relação água/cimento, presença de contaminantes, umidade, temperatura) e costuma estar na faixa aproximada de em massa de cimento em muitos casos práticos — mas o valor exato varia conforme as condições. O ponto importante para a prova: cloretos têm um efeito limiar: pouca quantidade pode ser tolerável, muita quantidade causa depassivação. - Fatores que agravam a corrosão por cloretos: ambiente úmido/alternância molhado-seco, alto conteúdo de oxigênio na interface, baixa cobertura de concreto sobre o aço, alto índice de permeabilidade do concreto (relação água/cimento elevada), fissuras.
Passo 8
Como reconhecer na prática e quais medidas preventivas a indústria recomenda
- Reconhecimento: inspecionar presença de manchas de ferrugem, fissuras e desplacamento do cobrimento; medir concentração de cloretos perto do aço (ensaios químicos).
- Medidas preventivas (listas práticas que você pode citar em prova):
- Não usar aditivos cloretos em estruturas com armadura (evitar
e outros sais cloretos). - Usar aceleradores livres de cloretos se necessário.
- Concreto de baixa permeabilidade (baixa relação água/cimento, adensamento adequado) para dificultar a penetração de cloretos.
- Aumentar o cobrimento do aço e/ou usar barras com revestimento (epóxi) ou aço inoxidável em ambientes agressivos.
- Inibidores de corrosão (por exemplo, nitrito de cálcio) em misturas onde risco existe.
- Proteções externas: membranas, barreiras de impermeabilização, ou proteção catódica em casos severos.
- Não usar aditivos cloretos em estruturas com armadura (evitar
- Em prova: citar pelo menos duas medidas relacionando-as diretamente ao mecanismo de ataque por cloretos (por exemplo, evitar cloretos e reduzir permeabilidade).
Passo 9
Resumo didático e linha de resposta curta — como responder isso na prova de forma direta e completa
- Ponto-chave a dizer na prova: compostos contendo cloretos (como
) introduzem no concreto; esses íons penetram até a superfície do aço e rompem a camada passiva criada pelo ambiente alcalino do concreto, provocando corrosão localizada (pitting) e aumentando a condutividade e umidade dos poros. A corrosão reduz a seção dos cabos, gera expansão por produtos de corrosão que fissuram o concreto e, assim, enfraquece a estrutura. Por isso a indústria desencoraja o uso de compostos clorados em concreto armado e recomenda alternativas sem cloretos e medidas de proteção.
Resposta
O uso de compostos de cloro (por exemplo
) é desencorajado porque os íons cloreto (
) penetram no concreto, depassivam a camada protetora do aço e iniciam corrosão localizada (pitting); além disso
aumenta a condutividade elétrica e favorece umidade nos poros, acelerando correntes de corrosão. A corrosão reduz a seção dos cabos e, pelos produtos de corrosão expansivos, provoca fissuração do concreto e perda de capacidade estrutural, podendo levar ao colapso. Portanto evita‑se cloretos, usa‑se aceleradores sem cloretos, concreto pouco permeável, revestimentos de proteção ou aço inoxidável e inibidores quando necessário.