Corrosão

A corrosão é o processo de deterioração de um material, geralmente metálico, provocado por reações químicas ou eletroquímicas com o meio ambiente. Nesse sentido, imagine um carro esquecido ao relento, uma bicicleta antiga guardada na varanda ou até a estrutura metálica de uma ponte exposta à maresia, pois bem, todos esses exemplos refletem um mesmo processo invisível a olho nu, mas motivo de preocupação ao longo do tempo: a corrosão.

No cotidiano ela se revela na formação da ferrugem em objetos de ferro, gerando não só perdas materiais como também riscos estruturais e prejuízos financeiros. Do ponto de vista científico, ela se caracteriza como uma reação de oxirredução. Além disso, fatores como umidade, presença de sais, pH e temperatura intensificam o processo, fazendo com que ele possa se manifestar de maneiras variadas, seja de forma uniforme, cobrindo toda a superfície, seja de maneira localizada, em pontos isolados.

Leia também: Qual a diferença entre ferrugem e corrosão?

Resumo sobre corrosão

• Corrosão é a deterioração de materiais, principalmente metais, causada por reações químicas ou eletroquímicas com o ambiente.
• Trata-se de uma reação espontânea de oxirredução.
• Um exemplo comum é a ferrugem do ferro.
• Pode ser química ou eletroquímica, uniforme ou localizada (pite, frestas, intergranular, galvânica, filiforme).
• Surge por umidade, oxigênio, agentes químicos, diferenças de potencial, tensões mecânicas e defeitos estruturais, que desestabilizam o metal, tornando-o vulnerável à degradação.
• Envolve duas regiões distintas no metal: uma atua como ânodo, em que ocorre a oxidação, e outra como cátodo, em que ocorre a redução.
• Pode ser classificada como corrosão química (ação direta de substâncias) e corrosão eletroquímica (envolvendo transferência de elétrons em meio condutor).
• A corrosão enfraquece estruturas, encurta a vida útil de equipamentos, gera custos elevados de manutenção e pode causar acidentes graves e impactos ambientais.
• Para impedir ou retardar a degradação dos materiais por corrosão, são usados revestimentos protetores, inibidores químicos, proteção catódica, e controle das condições ambientais.

Videoaula sobre corrosão

O que é corrosão?

Corrosão é um processo natural caracterizado pela deterioração de materiais, sobretudo metais, ao reagirem com substâncias do ambiente, como água, oxigênio ou ácidos, sendo, portanto, uma reação química ou eletroquímica que leva à formação de compostos mais estáveis, como óxidos, hidróxidos ou sais.

Do ponto de vista eletroquímico, o processo de corrosão é, em essência, uma reação de oxirredução espontânea, isto é, envolve transferência de elétrons e ocorre quando um metal entra em contato com substâncias do meio ambiente, como água, oxigênio ou íons presentes em soluções.

Quais são os tipos de corrosão?

É importante ressaltar que a corrosão, assim como toda reação química, depende das condições envolvidas. Sendo assim, os tipos de corrosão são classificados de acordo com o mecanismo, a aparência e o meio em que ocorrem. Veja, a seguir, um pouco sobre os principais tipos:

 → Classificação da corrosão quanto ao mecanismo

• Corrosão química: ocorre por reação direta entre o metal e um agente corrosivo (sem corrente elétrica envolvida), como é o caso de ataque por ácidos ou oxidantes.

• Corrosão eletroquímica: envolve transferência de elétrons (reações anódicas e catódicas), exigindo um eletrólito (como água ou solução salina). Exemplo: ferrugem em aço úmido.

→ Classificação da corrosão quanto à morfologia (aparência)

• Corrosão uniforme: caracterizada por um desgaste homogêneo em toda a superfície.
  Exemplo: dissolução de zinco em ácido clorídrico.

• Corrosão localizada: é um ataque a áreas específicas, podendo ser por:
  • Pite (por picadas): também conhecida como corrosão localizada, forma pequenos buracos ou “pites” na superfície do metal, os quais se aprofundam com o tempo.
  • Frestas (crevice): ocorre em frestas ou áreas estagnadas, regiões onde o o a oxigênio é limitado, como em juntas, parafusos ou sob depósitos. Nessas áreas, forma-se um ambiente propício à corrosão acelerada.
  • Intergranular: se desenvolve nos contornos de grão dos metais, especialmente quando há segregação de elementos nessas regiões. Frequentemente associada a tratamentos térmicos inadequados, é comum em aços inoxidáveis mal ivados.
  • Galvânica: quando dois metais diferentes estão em contato na presença de um eletrólito, como a água, com sais dissolvidos. Nesse cenário, um dos metais atua como ânodo e se corrói preferencialmente, enquanto o outro é protegido.
  • Corrosão filiforme: aparece como “veias” sob revestimentos.

→ Classificação da corrosão quanto ao meio corrosivo

• Corrosão atmosférica: ocorre em ambientes naturais (oxigênio, umidade, poluentes).
• Corrosão em solos: afeta tubulações enterradas (varia com pH, umidade e sais).
• Corrosão em meios aquosos: água doce, salgada ou soluções químicas.
• Corrosão microbiana: envolve a ação de micro-organismos que alteram o meio ao redor do metal, favorecendo reações corrosivas. É comum em ambientes industriais e sistemas úmidos.

→ Tipos específicos de corrosão

• Corrosão por tensão: ocorre quando um metal é submetido simultaneamente a tensões mecânicas e a um ambiente agressivo. Em geral, resulta em trincas que se propagam ao longo do tempo, podendo levar à ruptura do material.
• Corrosão-fadiga: agravada por ciclos de tensão.
• Corrosão erosiva: combina a ação de um fluido em movimento com a reação química, desgastando rapidamente superfícies metálicas, especialmente em tubulações e hélices.

Veja também: Metais nobres — quais são e por que são chamados assim?

Causas da corrosão

As causas da corrosão estão relacionadas às condições nas quais os materiais são submetidos, visto que ela ocorre quando há um desequilíbrio termodinâmico, ou seja, quando o metal tende a retornar ao seu estado mais estável, como óxidos ou sais. Nesse sentido, podemos afirmar que suas causas estão diretamente relacionadas a fatores ambientais, estruturais e operacionais, dos quais podemos destacar:

• Presença de umidade: é uma das causas mais comuns. Isso porque a água, principalmente se estiver contaminada com sais, como o cloreto de sódio, funciona como um eletrólito, favorecendo a condução de íons e a formação de pares redox, essenciais para o avanço da corrosão.
• Oxigênio dissolvido: é outro agente fundamental, pois participa diretamente das reações catódicas. Em meios aquosos, ele acelera a formação de óxidos metálicos, como a ferrugem no ferro.
• Exposição a substâncias agressivas: ácidos, bases, gases industriais (dióxido de enxofre, cloro, amônia) também intensificam o processo corrosivo, uma vez que alteram o pH local e favorecem reações destrutivas.
• Diferença de potencial eletroquímico entre metais distintos: quando dois metais diferentes estão em contato e imersos em um meio condutor, forma-se uma célula galvânica, em que um metal se torna ânodo (sofre corrosão) e o outro, cátodo (protegido).
• Fatores mecânicos: tensões residuais ou pressões aplicadas também contribuem, especialmente quando associadas a ambientes agressivos. Nesses casos, ocorre a chamada corrosão sob tensão.
• Imperfeições no material: impurezas, descontinuidades, soldas malfeitas ou tratamentos térmicos inadequados tornam certas regiões mais vulneráveis ao ataque químico.

Como é o processo de corrosão?

Aqui focaremos no processo de corrosão no âmbito da eletroquímica, ou seja, aquele que envolve transferência de elétrons, devido à sua maior abrangência de reações e importância no dia a dia. Nesse caso, o metal funciona como ânodo, parte que se oxida, em que os átomos metálicos perdem elétrons e se transformam em íons. Por exemplo, no caso do ferro:

Fe → Fe²⁺ + 2e^-

Logo após, esses elétrons liberados fluem para outra região do sistema, chamada de cátodo, em que ocorre a reação de redução. Se houver oxigênio dissolvido na presença de água, ele pode ser reduzido da seguinte forma:

O₂ (g) + 4H⁺(aq) + 4e^‑ → 2H₂O(l)

Ou, em meio neutro ou básico:

O₂ + 2H₂O + 4e^- → 4OH^-

Enquanto isso, os íons metálicos liberados na superfície do metal reagem com espécies do meio, formando produtos como hidróxidos ou óxidos, que se acumulam na forma de corrosão visível, como o clássico exemplo da ferrugem, cuja formação se dá pela oxidação do Fe²⁺ a Fe³⁺, dando origem ao óxido de ferro (III) hidratado (Fe₂O₃.xH₂O) ou, simplesmente, ferrugem, conforme a reação:

 4 Fe²⁺(aq) + O₂(g) + 4 H₂O(l) + 2x H₂O(l) → 2 Fe₂O₃ . x H₂O(s) + 8 H⁺(aq)

De forma simplificada, esse processo pode ser visto da seguinte forma:

Esse processo é intensificado quando há a presença de eletrólitos, como sais dissolvidos na água, que facilitam o transporte iônico. Além disso, áreas com diferentes concentrações de oxigênio ou diferentes metais em contato podem criar pilhas galvânicas, acelerando a corrosão em pontos específicos.

Consequências da corrosão

É importante ressaltar que as consequências da corrosão vão muito além do simples desgaste de superfícies metálicas, porquanto ela compromete diretamente a durabilidade e a resistência mecânica dos materiais, o que pode levar à perda de funcionalidade de peças, equipamentos e estruturas inteiras.

Diante disso, uma das principais consequências é o risco à segurança, sobretudo em sistemas que operam sob pressão, em altas temperaturas ou que envolvem substâncias perigosas. Tubulações corroídas, por exemplo, podem romper e causar vazamentos, incêndios ou contaminações ambientais.

Ademais, a corrosão gera prejuízos econômicos significativos, uma vez que empresas e governos precisam arcar com custos relacionados à manutenção preventiva, à substituição de componentes danificados e, em muitos casos, a paradas não programadas de processos industriais. Esse impacto financeiro também se reflete em setores como transporte, construção civil, energia e saneamento.

Outro ponto relevante está na deterioração do patrimônio público e privado. Por exemplo, pontes, viadutos, monumentos históricos e veículos são constantemente afetados pela ação corrosiva, exigindo investimentos constantes em conservação e restauração.

Em meio a isso, não se pode ignorar os danos ambientais. Quando a corrosão atinge tanques de armazenamento, oleodutos ou sistemas de esgoto, há liberação de poluentes no solo e na água, comprometendo ecossistemas e a saúde humana.

Métodos para evitar corrosão

Os métodos para evitar a corrosão envolvem processos que dependem do tipo de metal, do ambiente e da finalidade do material. Assim, podemos destacar:

→ Uso de revestimentos protetores

Atuam como barreiras físicas, impedindo o contato direto entre o metal e agentes corrosivos, como a água e o oxigênio. É o caso das tintas, vernizes e esmaltes. Além disso, é comum aplicar camadas metálicas protetoras em um processo conhecido como galvanização (vide a imagem abaixo). Nesse caso, o metal é revestido com outro mais reativo, como o zinco, que se oxida no lugar do metal base, protegendo-o — um exemplo clássico de proteção catódica por sacrifício.

Isso é possível porque o potencial de redução do zinco é menos positivo do que o necessário para reduzir o ferro:

Fe²⁺(aq) + 2e^- → Fe(s)   Eº_red = -0,44 V

Zn²⁺(aq) + 2e^- → Zn(s)  Eº_red = -0,76V

Dessa forma, o Zn(s) oxida mais facilmente, protegendo, dessa forma, o ferro da oxidação.

→ Uso de inibidores de corrosão

São substâncias químicas adicionadas a soluções ou ambientes que reduzem a velocidade das reações corrosivas. Um exemplo bastante comum é o molibdato de sódio (Na₂MoO₄), utilizado para proteger metais ferrosos em sistemas de resfriamento de água, porque forma uma película iva sobre a superfície metálica, dificultando a oxidação.

→ Proteção catódica com corrente impressa

É um sistema que aplica uma corrente elétrica controlada no metal para impedir que ele funcione como ânodo. Essa técnica é muito utilizada em estruturas metálicas enterradas ou submersas, como dutos e cascos de navios.

Por fim, práticas como controle da umidade, ventilação adequada, limpeza frequente e manutenção periódica também contribuem significativamente para minimizar a ação corrosiva.

Saiba mais: O que pode alterar a velocidade das reações químicas?

Exercícios resolvidos sobre corrosão

1) (Uece-CEV)

A corrosão do ferro é um fenômeno eletroquímico no qual as reações que ocorrem são as seguintes: o ferro metálico é oxidado a

a) Fe³⁺ e a água é reduzida a O2^2-.

b) Fe²⁺e H₂O é reduzido O⁻².

c) Fe²⁺ e o oxigênio dissolvido na água é reduzido a O^2-.

d) Fe²⁺ e H₂O é reduzido a O₂.

Gabarito: C

Tendo em vista as semirreações do ferro e do oxigênio:

Oxidação: Fe → Fe²⁺ + 2e^-

Redução: O₂ (g) + 4H⁺(aq) + 4e^‑ → 2H₂O(l)

Podemos constatar que o ferro metálico é oxidado a Fe²⁺ e o oxigênio é reduzido, uma vez que o nox do oxigênio varia de zero (O₂) a -2 na água (O^2-).

2) (Copese-UFT) - A formação da ferrugem (corrosão do ferro) é uma reação de oxirredução entre o ferro metálico e o oxigênio do ar. Uma forma de evitar a corrosão é proteger o ferro por meio da galvanização, isto é, recobrir a superfície da peça metálica com uma película de zinco. A camada de zinco impede a oxidação do ferro porque evita que ele entre em contato com a umidade do ar. Se a peça galvanizada for riscada, o ferro tende a oxidar nesse local, mas, imediatamente, ocorre a oxidação do zinco e o ferro é reduzido novamente aferro metálico, fazendo assim a proteção. De acordo com o texto, assinale a alternativa INCORRETA.

1. Os processos de formação da ferrugem e proteção pela galvanização funcionam como uma pilha.
2. Tanto na reação de formação da ferrugem quanto na reação de proteção à corrosão ocorrem transferências de elétrons.
3. O potencial padrão de redução do ferro é menor do que do oxigênio e o potencial padrão de redução do zinco é menor do que do ferro.
4. Na formação de ferrugem, o ferro atua como catodo e o oxigênio como anodo e na proteção do ferro galvanizado, o ferro atua como anodo e o zinco como catodo.

Gabarito: D

Analisando cada alternativa:

1. CORRETA – Pois, em ambos os casos, ocorre a formação de uma célula eletroquímica espontânea.
2. CORRETA – Pois o que caracteriza uma reação de oxirredução é exatamente a transferência de elétrons.
3. CORRETA – O potencial padrão de redução do oxigênio é mais positivo que o do ferro, o que indica que o oxigênio tem maior tendência a se reduzir. Já o zinco tem um potencial padrão de redução mais negativo do que o ferro, o que significa que o zinco oxida mais facilmente:

Zn²⁺/Zn: -0,76 V (mais reativo, oxida primeiro).

Fe²⁺/Fe: -0,44 V.

O₂/OH^-: +0,40 V (maior E°, reduz mais facilmente).

4. INCORRETA – De acordo com o texto e com o entendimento dos processos eletroquímicos envolvidos, na formação da ferrugem, o ferro atua como ânodo e o oxigênio atua como cátodo, e não o contrário; isto é, o ferro oxida (perde elétrons), enquanto o oxigênio se reduz (ganha elétrons).

Fontes

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ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. A corrosão. In: Princípios de Química: Questionando A Vida Moderna e o Meio Ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. p. 567–569.

FELTRE, R. Eletoquímica: Pilhas e baterias elétricas. In: Química: Volume 2 - Físico-Química. 7. ed. São Paulo: Editora Moderna LTDA, 2008. v. 2p. 300–357.

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MERÇON, F.; GUIMARÃES, P. I. C.; MAINIER, F. B. Corrosão: Um Exemplo Usual de Fenômeno Químico. Química Nova na Escola, v. 19, p. 11–14, 2004.