Estruturas metálicas

A corrosão atmosférica dos aços estruturais é um processo basicamente eletroquímico, no qual o metal reage com o ambiente que o circunda, formando um óxido ou outro composto análogo ao minério com o qual o aço foi produzido. Desse modo, exige a presença simultânea da água e do oxigênio. Outras substâncias químicas - os poluentes atmosféricos - exercem influência na velocidade de corrosão. Exemplos comuns são os cloretos, existentes na orla marítima, e o dióxido de enxofre, em regiões industrializadas e grandes cidades, explica o engenheiro Fábio Domingos Pannoni, consultor técnico da Gerdau Açominas e especialista em engenharia de proteção estrutural.

A necessidade de proteção de uma estrutura deve ser avaliada em função do ambiente que a circunda e de seu uso específico. Mas é preciso tomar cuidado com as generalizações. Uma edificação exposta a um ambiente não poluído requer um sistema de proteção anticorrosiva mínimo. Outra, situada em um pólo industrial poluído e úmido, necessitará de um sistema mais robusto.

Preparo da superfície

O preparo da superfície metálica, que obrigatoriamente antecede a pintura, constitui etapa importantíssima do processo e está diretamente ligado ao bom desempenho do sistema de proteção. Ele é realizado com dois objetivos. O primeiro é a remoção de todos os materiais que possam impedir o contato direto da tinta com o aço - pós, gorduras, ferrugem, carepa de laminação e resíduos de tintas, entre outros. O segundo é fornecer rugosidade superficial ao substrato, contribuindo para o aumento da aderência da tinta.

Os vários métodos propostos para a limpeza da superfície estão descritos na norma ISO 8.501-1. Esta se refere, essencialmente, à aparência da superfície do aço antes e depois da limpeza manual, motorizada, após o jateamento abrasivo etc. Os padrões do grau de limpeza descritos na ISO 8.501-1 qualificam os procedimentos usuais no meio técnico:

• St 2: limpeza manual, executada com ferramentas, como escovas, raspadores, lixas e palhas de aço;

• St 3: limpeza mecânica, executada com ferramentas como escovas rotativas, pneumáticas ou elétricas;

• Sa 1: é o jato ligeiro (brush off). A superfície resultante deverá ficar inteiramente livre de óleos, graxas e materiais como carepa, tinta e ferrugem soltas. A carepa e a ferrugem remanescentes poderão permanecer, desde que firmemente aderidas. O metal deverá ser exposto ao jato abrasivo por tempo suficiente para provocar a exposição do metal base em vários pontos da superfície, sob a camada de carepa;

• Sa 2: chamado de jato comercial. A superfície resultante do jateamento poderá apresentar manchas e pequenos resíduos devidos a ferrugem, carepa e tinta. Pelo menos dois terços da área deverão estar isentos de resíduos visíveis, enquanto o restante será limitado pelas manchas e resíduos;

• Sa 2 ½: chamado de jato ao metal quase branco, é definido pela superfície livre de óleo, graxa, carepa, ferrugem, tinta e outros materiais, podendo apresentar pequenas manchas claras, devidas a resíduos de ferrugem, carepa e tinta. Pelo menos 95% da área deverá estar isenta de resíduos visíveis, sendo o restante referente aos materiais mencionados;

• Sa 3: conhecido como jato ao metal branco. Após a limpeza, o aço deverá exibir cor metálica uniforme, branco-acinzentada, com remoção de 100% de carepas e ferrugens. A superfície resultante estará livre de óleos, graxas, carepa, tinta, ferrugem e qualquer outro depósito.

A superfície metálica deverá ser previamente lavada com água e tensoativos neutros, esfregando-se uma escova de náilon. Depois, deve ser seca naturalmente ou com ar comprimido limpo (isento de óleo) e seco. Essa providência é necessária, pois as operações de escovamento e jato não são suficientes para remover óleos, gorduras e sais da superfície.

Escolha do sistema de pintura

A pintura é o principal meio de proteção das estruturas metálicas. Ela incorpora, em geral, diferentes tintas, cada qual com sua finalidade. As tintas de fundo, conhecidas também como primers, são tipificadas de acordo com o principal pigmento anticorrosivo atuante, enquanto as intermediárias e de acabamento são classificadas de acordo com a resina empregada.

As tintas mais importantes para a proteção do aço carbono são:

• alquídicas. Conhecidas como esmaltes sintéticos, são tintas monocomponentes de secagem ao ar, utilizadas em interiores secos e abrigados ou em exteriores não poluídos. Como as resinas empregadas são saponificáveis, não resistem a umedecimento constante, meios alcalinos ou imersão em água;

• epoxídicas. São tintas bicomponentes, de secagem ao ar. A cura se dá pela reação química entre os dois componentes. O componente A é, de modo geral, à base de resina epoxídica; e o B, o agente de cura, pode ser à base de poliamida, poliamina ou isocianato alifático. São mais impermeáveis e mais resistentes aos agentes químicos do que as alquídicas. Resistem a umidade, imersão em água doce ou salgada, lubrificantes, combustíveis e diversos produtos químicos. As epoxídicas à base de água têm a mesma resistência daquelas formuladas à base de solventes orgânicos. Não são indicadas como acabamento exposto ao intemperismo (ação do sol e da chuva), pois desbotam e perdem o brilho (isto é, calcinam);

• poliuretânicas. São tintas bicomponentes em que o componente A é baseado em resina de poliéster ou acrílica e o B, o agente de cura, é à base de isocianato alifático. As tintas poliuretânicas acrílicas alifáticas são bastante resistentes ao intemperismo, sendo indicadas para a pintura de acabamento em estruturas expostas ao tempo. São compatíveis com primers epoxídicos e resistem por muitos anos, com menor perda da cor e do brilho originais.

As tintas de fundo são aplicadas diretamente sobre a superfície metálica limpa. Possuem a finalidade de promover a aderência do esquema ao substrato e contêm, costumeiramente, pigmentos inibidores de corrosão. Elas são utilizadas para a proteção dos aços estruturais e sua classificação é feita de acordo com os pigmentos inibidores adicionados em sua composição. Como exemplos desse tipo, temos as tintas de fundo à base de fosfato de zinco, de zinco metálico ou de alumínio.

As tintas intermediárias não possuem as mesmas propriedades das tintas de fundo anticorrosivas, mas auxiliam na proteção, fornecendo espessura ao sistema de pintura empregado (isto é, proteção por barreira). De modo geral, quanto mais espessa a camada seca, maior a vida útil do revestimento. Assim, várias demãos poderão ser aplicadas, até que se atinja a espessura adequada. Tintas intermediárias e de acabamento são, normalmente, classificadas de acordo com seus ligantes, como as epoxídicas, vinílicas, poliuretânicas etc. Já as tintas de acabamento têm a função de proteger o sistema da ação do meio ambiente e também dar a tonalidade e o brilho adequados. Elas devem ser resistentes ao intemperismo e a agentes químicos, bem como ter cores estáveis. De modo geral, são tintas brilhantes, com boa resistência à perda de cor e de brilho.

Na elaboração de um sistema de pintura, todas as variáveis devem ser consideradas: ambiente, substrato, preparação de superfície, tintas, seqüência de aplicação, número de demãos, espessuras, tipos de aplicação e condições de trabalho a que estará submetida a superfície. Quanto melhor o preparo de superfície e maior a espessura, mais duradoura será a proteção oferecida ao aço. O bom preparo de superfície custa mais, porém contribuirá para a maior durabilidade da pintura.

Detalhando o projeto

Em ambientes externos ou úmidos, o detalhamento do projeto tem importante efeito no controle da corrosão. “A prevenção dessa ocorrência nasce na arquitetura, é complementada pelo engenheiro calculista e finalizada pelo fabricante da estrutura”, observa Fábio Pannoni. O modo mais econômico para a estrutura completar sua vida útil, com os menores custos ao longo do tempo, é atentar para os detalhes. É importante ressaltar que em ambientes secos, não poluídos, nenhuma precaução especial é necessária. Os principais pontos a serem considerados são os seguintes:

• evitar a formação de cavidades e frestas onde a água possa ficar retida. Caso não haja alternativa, utilizar um selante (epoxídico ou poliuretânico, por exemplo) para fechar a fresta;

• providenciar furos de drenagem para o escoamento da água, onde necessário;

• fechar completamente as vigas-caixão, exceto quando submetidas à galvanização a quente;

• permitir a livre circulação de ar em torno da estrutura;

• não criar situações que impossibilitem a realização de limpeza, inspeção e manutenção;

• em ambientes úmidos e poluídos, evitar, sempre que possível, a ligação (parafusos ou solda) de aços inoxidáveis, cobre (e suas ligas) e aços patináveis com os aços estruturais. Isso pode promover a corrosão galvânica destes últimos;

• ter a cobertura adequada da armadura metálica, no caso das estruturas de concreto armado;

• separar o aço e a madeira através do uso de polímeros adequados ou da pintura;

• projetar os componentes de modo a facilitar a acessibilidade, favorecendo a aplicação, a inspeção e a manutenção do sistema de proteção escolhido.

A mais recente revisão da NBR 8.800 trata, em seu anexo N (normativo), da durabilidade dos componentes de aço perante a corrosão. Ele deve ser consultado para detalhes adicionais.