Cláudia Costa

Com alta resistência mecânica, os aços patináveis são aços estruturais de baixa liga, boa soldabilidade e resistentes à corrosão atmosférica, dispensando a pintura em vários ambientes. Eles contêm até 2,5% de elementos de liga em sua composição, como o cobre, o níquel e o cromo. Os elementos de liga permitem que o aço patinável desenvolva, sob certas condições de exposição, depois de dois ou três anos, um filme de óxidos compacto e de proteção - a pátina. Inicialmente, a corrosão do patinável é semelhante à do aço carbono comum. Mas a cor e a textura do filme de óxidos que se forma são diferentes. No aço comum, essa camada tem cor marrom alaranjada, é porosa, volumosa e pouco aderente. No aço patinável, ela é de pequena espessura, aderente e de cor marrom café-escuro. Essa camada atua como uma barreira que, com o tempo, reduz a velocidade de corrosão do aço até esta atingir um pequeno valor residual, quase sempre após dois a cinco anos de exposição.

A textura do filme de óxidos que se forma sobre o aço patinável depende das ações de lavagem pela chuva e secagem ao sol. Elas constituem o ciclo de formação da pátina, explica o arquiteto Roberto Inaba, da Usiminas/Cosipa e membro do comitê executivo do Centro Brasileiro de Construção em Aço (CBCA). Portanto, superfícies mais expostas à luz solar e a águas pluviais favorecem a criação dessa camada. Segundo Inaba, estudos experimentais revelam que a presença de quantidades não muito severas de compostos de enxofre na atmosfera também contribuem beneficamente para esse processo. Para a boa formação da pátina, é necessário considerar não somente a composição química do aço, como as condições climáticas do ambiente, os poluentes atmosféricos e o projeto da estrutura metálica, de forma a minimizar as interferências no ciclo de formação da película. Quando isso não for possível, o material deverá ser protegido do meio ambiente através de revestimentos como a pintura, pois, apesar da maior resistência à corrosão atmosférica, o aço patinável não deve ser utilizado sem pintura ou revestimento em locais com ambiente agressivo, como regiões industriais ou próximas da orla marítima.

Além do aspecto ambiental, é necessário que o projeto estrutural favoreça a exposição do aço ao intemperismo. Regiões da estrutura que fiquem permanentemente sombreadas ou úmidas, por exemplo, poderão não formar a pátina protetora. "Caso as condições de exposição não sejam as ideais, deve-se fazer a pintura", alerta Inaba.

AMBIENTES AGRESSIVOS

A formação da pátina ocorre em função de diferentes fatores. O primeiro refere-se à composição química do próprio aço. "Os principais elementos de liga que contribuem para aumentar a sua resistência à corrosão atmosférica, favorecendo a formação da pátina, são o cobre e o fósforo. O cromo, o níquel e o silício também exercem efeitos secundários", explica o engenheiro Fábio Domingos Pannoni, consultor técnico da Gerdau Açominas e especialista em engenharia de proteção estrutural. Pannoni cita ainda os fatores ambientais, entre os quais destaca a presença de dióxido de enxofre e de cloreto de sódio na atmosfera, a temperatura, a força (direção, velocidade e freqüência) dos ventos, os ciclos de umedecimento e secagem etc. Assim, enquanto a ocorrência de dióxido de enxofre favorece, até certo limite, o desenvolvimento da pátina, o cloreto de sódio, em suspensão nas atmosferas marítimas, prejudica suas propriedades protetoras. Por isso, não se recomenda a utilização de aços patináveis não protegidos em ambientes industriais onde a concentração de dióxido de enxofre atmosférico seja superior a 250 mg/m3 e em atmosferas marinhas onde a taxa de deposição de cloretos exceda 300 mg/m2 por dia.

SOLDAS E PINTURAS

Para maximizar os benefícios decorrentes do uso dos aços patináveis, alguns pontos devem ser observados, explica Pannoni. Um deles é evitar o contato com superfícies absorventes (como o concreto) e com metais dissimilares, situações de umedecimento prolongado, utilização em solos e ambientes agressivos.

Os processos de solda também precisam ser avaliados. "Os aços patináveis podem ser soldados com a utilização de todas as técnicas usuais, mas os eletrodos deverão ser compatíveis com a composição química desses aços, de modo a minimizar a ocorrência de corrosão galvânica junto ao cordão de solda", explica Pannoni. Os parafusos estruturais adequados são enquadrados na norma ASTM A325 Tipo 3. Parafusos, porcas e arruelas galvanizados a quente, sherardizados ou revestidos com zinco eletrodepositado não deverão ser empregados em conjunto com os aços patináveis, pois os revestimentos de zinco serão rapidamente consumidos, levando à exposição de um parafuso, que poderá ser intensamente corroído. Os tipos de pintura mais adequados aos aços patináveis, incluindo o preparo de superfície, são os mesmos empregados para os aços estruturais comuns.

NORMAS TÉCNICAS

Há uma tendência na arquitetura atual de projetar espaços com vãos cada vez maiores. Para esses casos, em que se utilizam vigas mais esbeltas, o mais indicado é a especificação de aço de alta resistência mecânica, com limite de escoamento (LE) igual a 350 MPa. Esse aço pode ser do tipo patinável (COS AR COR 350 e Usisac 350) ou aço carbono comum (ASTM 572 GR50, Coscivil 350 e Usicivil 350). Os aços empregados em estruturas metálicas devem, obrigatoriamente, ter resistência mecânica em conformidade com as normas técnicas, explica o arquiteto Roberto Inaba. Os aços estruturais mais utilizados têm resistência mecânica (limite de escoamento) entre 250 e 350 MPa. As normas ASTM (da American Society for Testing and Materials, órgão americano de normatização de materiais, produtos, sistemas e serviços) são reconhecidas e utilizadas mundialmente como referência técnica, inclusive na fabricação e especificação de tipos de aço. As siderúrgicas brasileiras produzem diversos aços em conformidade com essas normas, sendo as mais utilizadas na construção civil as ASTM A36, A572 GR50 e A588. Além disso, existem as normas brasileiras referentes às propriedades mecânicas dos aços estruturais: NBRs 6.648, 5.920, 5.921, 5.008 e outras.