Autor: Celso Gnecco...Gerente de Treinamento Técnico... Sherwin-Williams do Brasil - Divisão Sumaré

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1 Autor: Celso Gnecco...Gerente de Treinamento Técnico... Sherwin-Williams do Brasil - Divisão Sumaré Se a galvanização a quente já é, por si mesma, uma grande proteção anticorrosiva, então por que pintá-la? Dois motivos justificam a pintura de galvanizados: a) a necessidade de cores para a estética, identificação ou sinalização, e b) a máxima durabilidade em meios agressivos. Somente a camada de zinco depositada é suficiente para proporcionar muitos anos de vida útil ao aço carbono. No gráfico abaixo, extraído do Manual de Galvanização do ICZ, pode-se observar o comportamento da galvanização em diversos meios.... espessura µm massa/área g/m Tabela elaborada com base na norma ABNT NBR 7399 (massa específica do zinco: 7,10 g/cm3 ) Através do gráfico é possível estimar o tempo de duração das galvanizações a quente, por que a camada é uniforme e constituída preponderantemente por zinco, sendo o desempenho da proteção, função exclusivamente da espessura e da agressividade do meio ambiente. Observase também que a mesma espessura da camada de zinco exposta a um ambiente industrial e que dura cerca de 10 anos para sofrer desgaste significativo, pode durar quase 40 anos quando exposta a um ambiente rural (sem poluição e sem névoa salina). Princípio da proteção Utilizadas de proteção contra a corrosão do aço. Em clima úmido o tipo de corrosão mais importante é o provocado por processos eletroquímicos. Quando dois metais diferentes são colocados em contato em um líquido condutor de eletricidade chamado de eletrólito, o metal mais eletronegativo, cede elétrons para o outro, que tem carência de elétrons. O metal mais eletronegativo se sacrifica, cedendo os elétrons as custas da liberação de íons para o eletrólito. A conversão do metal à íons, faz com que ele se desmanche. Já o que está recebendo os elétrons permanece intacto. É a corrosão eletroquímica. O metal mais eletronegativo, menos nobre, é o Anodo (o que se corrói) e o metal mais eletropositivo é o Catodo (o que permanece intacto). Este é o princípio das pilhas galvânicas - o eletrólito fecha o circuito e a lâmpada se acende, pois os elétrons fluem do anodo para o catodo. No desenho abaixo, os elétrons fuem através do fio metálico; a prova disto é quea lâmpada se acende. No eletrólito, o transporte de cargas elétricas se realiza por meio de íons (sais, gases ou ácidos dissolvidos na água.) Para que a corrrosão eletroquímica ocorra, é necessário que existam as três condições: a) metais com potenciais diferentes; b) presença do eletrólito e c) contato elétrico entre os metais.

2 No caso do par metálico zinco/ferro, o zinco é o anodo e o ferro o catodo. Já para o caso ferro/cobre, o ferro é anodo e o cobre, catodo. Na tabela abaixo podem ser verificados os potenciais anódicos e catódicos dos principais metais usados na engenharia. ELEMENTOS METÁLICOS Magnésio Alumínio Zinco Cromo Ferro Níquel Hidrogênio Cobre Prata Ouro POTENCIAL mais eletronegativo - 2,38-1,66-0,76-0,74-0,44-0,23 0,00 + 0,34 + 0,80 + 1,50 mais eletropositivo - NOBRE ANÓDICO CATÓDICO + NOBRE...

3 A galvanização é uma proteção do tipo catódica, ou seja o zinco se corrói protegendo o aço que é composto basicamente por ferro. O ferro neste caso se comporta como catodo, daí o nome de proteção catódica. Enquanto há zinco suficiente não há corrosão do ferro. Este tipo de proteção é conhecida também como revestimento de sacrifício, pois o zinco se desgasta para proteger o aço. Isoladamente, o ferro tem velocidade de corrosão maior do que o zinco. Entretanto, na galvanização, além do zinco se constituir em uma camada adicional, seus produtos de corrosão são menos solúveis em água dos que os do ferro. O sucesso da associação zinco/ferro é devido aos produtos de corrosão do zinco, geralmente brancos, que permanecem por tempos maiores na superfície, dificultando a sua desintegração. Em regiões rurais, se forma carbonato de zinco por causa do gás carbônico (CO 2 ) da atmosfera. Nas regiões marítimas e industriais, onde existem névoa salina e gás anidrido sulfuroso (SO2) respectivamente, o desgaste é maior em virtude dos produtos de corrosão serem principalmente cloreto de zinco e sulfato de zinco, ambos mais solúveis do que o carbonato de zinco. A menor solubilidade do carbonato, é benéfica pois as águas de chuvas não lavam a superfície tão rápido como acontece com os outros produtos de corrosão do zinco. Isto explica as diferenças de comportamento mostradas no primeiro gráfico. A pintura Uma entidade australiana, a Australazian Zinc Development Association, efetuou um estudo onde demonstrou a vantagem de se pintar o galvanizado: No gráfico abaixo pode ser observado um resumo da pesquisa:.. O aço pintado durou cerca de 3 anos para apresentar ferrugem. O mesmo aço porém galvanizado, durou cerca de 4 anos e este aço galvanizado e pintado, durou mais de 10 anos. A explicação é a sinergia: Os produtos de corrosão do aço são mais volumosos, possuem maior solubilidade e em 3 anos levantam e destroem a tinta. Já os do zinco são menos volumosos, menos solúveis e após 3 anos ainda não afetam a camada de tinta que continua protegendo. O tempo total (11) é maior do que a soma das parcelas individuais (3 + 4 = 7). Isto é sinergia. A tinta é a mesma, a espessura da camada é a mesma, mas a sua durabilidade sobre o zinco é maior. Aço comum Aço galvanizado O aço galvanizado pintado dura muito mais do que se pode supor, desde que sejam utilizadas tintas adequadas. É muito freqüente observar-se que painéis e tubos galvanizados pintados, apresentam destacamentos da pintura.

4 O motivo é o desconhecimento da maioria dos pintores que utilizam tintas à óleo e alquídicas (primer e esmalte sintéticos), por serem estas as mais comuns e mais fáceis de serem encontradas no mercado. Algumas semanas após a pintura, estas tintas apresentam, ainda, aderência e desempenho satisfatório e no entanto, tempos depois começam se destacar. Estes tipos de tintas falham quando aplicada sobre zinco pelas seguintes razões: As tintas a óleo, os primers e os esmaltes sintéticos contém óleos vegetais. Estes óleos por sua vez contém ácidos graxos livres que reagem com os produtos de corrosão do zinco de caráter alcalino. Nesta reação dos compostos ácidos com os alcalinos, se formam sabões de zinco. Por causa da alta permeabilidade ao vapor de água e ao oxigênio destas resinas, as películas de tintas não estarão mais aderidas diretamente sobre o zinco, mas sobre seus produtos de corrosão, principalmente óxido, hidróxido e sabões de zinco. Compostos solúveis sob a película de tinta provocam o surgimento de bolhas por causa do fenômeno de osmose, que também contribuem para agravar o problema de destacamento. A presença de óxido de zinco na superfície, causa envelhecimento precoce da película de tinta alquídica com conseqüente perda de aderência e de flexibilidade. Com o fissuramento, a água penetra na interface Metal/Tinta, onde existem os compostos solúveis e os sabões, causando o colapso total do sistema de pintura, culminando com o seu destacamento completo. A solução é o emprego de tintas insaponíficáveis, de alta aderência e de alta impermeabilidade. Até bem pouco tempo a tinta chamada "wash primer", a base de resina vinílica, ácido fosfórico e pigmento de cromato de zinco, foi muito usada. O ácido reagia com a superfície de zinco formando fosfato de zinco e o pigmento fornecida o cromato, formando um complexo de cristais na superfície do zinco, que propiciava a aderência da tinta. No entanto esta tinta não era tão impermeável e continha cromo, um metal pesado perigoso para a saúde. Posteriormente veio a tinta epoxi-isocianato, que hoje é a mais usada na indústria por oferecer uma série de vantagens. A tinta epoxi-isocianato é insaponificável, se liga quimicamente ao zinco e oferece uma excelente base de aderência para diversos sistemas de pintura, como por exemplo alquídicos, acrílicos, epoxídicos e poliuretanos. Atualmente existem também as tintas acrílicas à base de água que proporcionam grande aderência sobre o galvanizado. Sobre os acrílicos à base de água devem ser usadas tintas de acabamento também acrílicas. Sistema de pintura para aço galvanizado Lembrando que para estas superfícies, são necessárias tintas de alta aderência e alta impermeabilidade, na tabela 1 são apresentados alguns sistemas: MEIO INTERNO EXTERNO AMBIENTE Úmido Seco Industrial Seco PREP. DE SUPERF. lixamento (lixa 120) e desengorduramento com pano limpo embebido em solvente limpo PRIMER 1 demão de 25 m m ACAB. 2 demãos de 125 m m total : 275 m m 1 demão de 125 m m total : 150 m m poliuretano total : 275 m m poliuretano total : 150 m m Quando o galvanizado deve ser pintado? O quanto antes, de preferência enquanto o galvanizado está novo, pois se a camada de zinco for consumida, mais difícil e cara fica a limpeza da superfície e por não existir mais a sinergia do sistema zinco/tinta, menor será a durabilidade da pintura. O Sr. T.J.Eberhardt, fez as seguintes considerações em artigo publicado na revista Eletric Light and Power, cujo resumo é apresentada na tabela 2: Tabela 2 - Pintura sobre aço galvanizado

5 Área afetada Durabilidade sem ferrugem 10 a 12 anos -- 5 a 10 % 8 a 10 anos 25% 10 a 20 % 5 a 8 anos duplica ou triplica AUMENTO DO CUSTO DA LIMPEZA EM RELAÇÃO A SUPERFÍCIE SEM FERRUGEM acima de 20 % 4 a 5 anos depende da profundidade da corrosão e do meio Da tabela, pode-se concluir que, se por hipótese, um sistema de pintura aplicado sobre galvanizado intacto tiver durabilidade estimada em cerca de 10 a 12 anos (até apresentar ferrugem), sobre galvanizado com cerca de 10 a 20 % de ferrugem, terá apenas a metade do tempo previsto e custará o dobro ou até mesmo o triplo, em relação ao intacto. O aumento do custo da preparação de superfície será tanto maior quanto mais danificado o galvanizado estiver, devido à dificuldade de remoção dos produtos de corrosão, necessitando de ferramentas mecanizadas ou de jateamento abrasivo. O pior, é a necessidade de trocar peças corroídas, como custos ainda maiores. Até no caso de manutenção, a pintura do galvanizado, enquanto ele está novo, é vantajosa, pois os gastos na ocasião da repintura serão apenas com a remoção da camada de tinta envelhecida e com o lixamento superficial do galvanizado. Há interesse na preservação da camada de zinco, que ainda estará íntegra para receber a nova pintura e atuar junto com ela por outros tantos anos..