Compreender o fenômeno da corrosão do solo e os cinco principais fatores que contribuem para o processo é importante para minimizar a corrosão na maioria dos projetos de construção em terra.
A maioria dos projetos de construção envolve interação com a terra de uma forma ou de outra. Quase todos os tipos de infraestrutura, desde estruturas acima do solo, como edifícios e estradas, até estruturas enterradas, como tubulações subterrâneas, embarcações e serviços públicos, dependem do solo para estabilidade e suporte. Infelizmente, muitos solos, dependendo de sua composição, podem ser potencialmente corrosivos para materiais metálicos.
A severidade da corrosão que pode ser causada por um determinado tipo de solo depende de uma variedade de fatores, incluindo as propriedades químicas do solo, as condições ambientais e as propriedades do metal em contato com o solo. Neste artigo, veremos mais de perto as causas da corrosão nos solos e os fatores que contribuem para a variação do grau de corrosividade do solo.
O que é corrosão do solo?
Simplificando, a corrosão do solo é um processo eletroquímico pelo qual reações químicas complexas entre o solo e o metal em contato resultam na formação de produtos de corrosão e na deterioração do metal. (Leia nosso manual básico no artigo Introdução à corrosão do solo).
A corrosão é uma reação natural redox (redução-oxidação) que converte um metal refinado em seu estado quimicamente mais estável. Para que ocorra a corrosão, três componentes devem estar presentes: um ânodo (o metal enterrado em contato com o solo), um cátodo (oxigênio) e um eletrólito (a umidade encontrada no solo). O grau de corrosividade e a taxa de corrosão diferem entre diferentes tipos de solo e propriedades.
Fatores que Influenciam a Corrosão do Solo
Os principais fatores que influenciam a severidade e a taxa de corrosão dos solos são:
Aeração
Aeração refere-se à quantidade de ar dentro dos vazios das partículas do solo. Um maior grau de aeração (maior porosidade) reduz a tendência de formação de corrosão. Solos bem aerados promovem maiores taxas de evaporação e retêm menos água, o que reduz a quantidade de eletrólito disponível para que ocorra a reação redox corrosiva.
A quantidade de aeração nos solos está diretamente relacionada ao tamanho e gradação das partículas do solo. Por exemplo, solos arenosos, devido ao seu tamanho de partícula relativamente grande, têm melhor aeração e permitem drenagem e evaporação de umidade mais rápidas do que solos argilosos.
teor de umidade
Como mencionado anteriormente, um dos principais elementos necessários para que a corrosão ocorra é um eletrólito, responsável por facilitar a transferência de elétrons entre o ânodo e o cátodo. Quanto mais seco o solo, menos eletrólito estará presente para facilitar o processo de corrosão.
A resistividade do solo está diretamente relacionada ao teor de umidade do solo e aos níveis de sais solúveis no solo. (Saiba mais sobre sais solúveis no artigo Cinco fatores-chave para entender o papel dos sais solúveis na falha do revestimento.) O aumento do teor de umidade reduz a resistividade do solo. Como a corrosão é um processo eletroquímico envolvendo potenciais elétricos e transferência de elétrons, altos níveis de resistividade do solo obstruem o processo de corrosão, enquanto solos com baixos níveis de resistência são considerados mais corrosivos. Os solos arenosos drenam facilmente e, portanto, são considerados menos corrosivos, enquanto as serpentinas argilosas, por outro lado, retêm eletrólitos (umidade) e são consideradas na extremidade superior do espectro corrosivo.
teor de sal dissolvido
Embora a presença de água nos solos permita a oxidação e, por extensão, a corrosão, o processo pode ser bastante acelerado pela presença de sais dissolvidos. Os sais de cloreto dissolvidos em água aumentam a condutividade do eletrólito (devido a um maior número de íons dissociados) e melhoram o número de reações de eletrólise. Geralmente, solos com níveis de cloreto e sulfato abaixo de 100 ppm e 200 ppm, respectivamente, são considerados levemente corrosivos.
Acidez do solo (nível de pH)
O pH (hidrogênio potencial) é uma escala numérica usada para medir a acidez ou alcalinidade de uma solução. A escala vai de 1 a 14, sendo 7 o ponto neutro (nem ácido nem alcalino). Valores abaixo de 7 indicam acidez, sendo 1 o mais ácido, e valores acima de 7 indicam alcalinidade, sendo 14 o mais alcalino.
Os níveis de pH do solo variam muito, com valores variando de 2,5 a 10. Um pH neutro de 7 nos solos é considerado ideal para minimizar o potencial de corrosão. Solos com valores de pH abaixo de 5 são considerados agressivos e podem aumentar os índices de corrosão e corrosão prematura de metais. O pH inerente de um determinado solo pode flutuar devido a fatores ambientais, como a precipitação.
Temperatura
A resistividade do solo é afetada pela temperatura atmosférica. À medida que a temperatura diminui, a resistividade do solo aumenta e, portanto, o potencial corrosivo do solo diminui. Como a água intersticial congela a 0°C (32°F), sua resistividade aumenta abruptamente. Uma diminuição subseqüente na temperatura resulta em um aumento quase exponencial na resistividade do solo. Portanto, a formação de corrosão é muito improvável em ambientes de temperatura abaixo de zero.
Métodos para reduzir a corrosão do solo
Existem vários métodos disponíveis para mitigar o potencial de corrosão do solo, incluindo proteção catódica, ânodos de sacrifício e revestimentos protetores. Mais informações sobre esses métodos estão disponíveis nos artigos relacionados listados abaixo. Todos esses métodos são altamente eficazes e podem ajudar a evitar reparos e substituições dispendiosas a longo prazo.
Conclusão
É quase impossível na maioria dos projetos de construção em terra evitar a interação com o solo circundante. Portanto, é importante entender o fenômeno da corrosão do solo e os principais fatores que contribuem para o processo.