Realizado em Vitória/ES, de 17 a 19 de Setembro de 2014.
ISBN: 978-85-85905-08-8
TÍTULO: INVESTIGAÇÃO DA OCORRÊNCIA DE BIOCORROSÃO EM CUPONS DE AÇO AISI 1020 ENTERRADOS EM SOLO COLETADO NO PARQUE INDUSTRIAL DA ZONA OESTE DO RIO DE JANEIRO
AUTORES: Moraes Barcelos Casanova, A. (UEZO) ; Souza da Silva, M.F. (UEZO) ; Rodrigues de Mesquita Lorete, A. (UFRJ) ; Manya Bittencourt Dias Vieira, J. (UEZO) ; Falcão de Albuquerque Junior, C.R. (UEZO)
RESUMO: Estruturas metálicas quando expostas ao meio ambiente podem sofrer desgastes por
processo corrosivo. Caso este ocorra devido à ação de bactérias, as quais formam
biofilmes, será chamado de corrosão microbiologicamente induzida ou biocorrosão.
Este estudo teve por objetivo calcular a taxa de corrosão média dos cupons de
aço causada pela sua deterioração, bem como identificar por meio de microscopia
eletrônica de varredura a presença de biofilmes localizados sobre suas
superfícies. Então, cupons de aço carbono AISI 1020 foram enterrados em solo
coletado na região do parque industrial da zona oeste do município do Rio de
Janeiro durante períodos pré-determinados. Os resultados dos experimentos
indicaram a ocorrência de gradativo processo corrosivo dos cupons de aço com
maiores tempos de contato destes com o solo.
PALAVRAS CHAVES: Biocorrosão; Aço Carbono AISI 1020; MEV
INTRODUÇÃO: Em um aspecto muito difundido e aceito universalmente pode-se definir corrosão
como a deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou
eletroquímica do meio ambiente associada ou não a esforços mecânicos (GENTIL,
1996).
Quando esse processo de corrosão é ocasionado por influência de microrganismos,
é conhecido como biocorrosão ou corrosão microbiologicamente induzida (CMI).
Quando estes encontram um local adequado para seu desenvolvimento, ocorre sua
aderência sobre o material metálico com consequente formação de uma estrutura
complexa, denominada biofilme, qual seja, uma comunidade complexa e estruturada
de microrganismos, envoltos por uma matriz extracelular de polissacarídeos,
aderidos entre si a uma superfície ou interface (COSTERTON et al., 1995 apud
RODRIGUES, 2010).
O aço carbono é um material relativamente barato e pode ser encontrado
comercialmente sob uma diversidade de formas e com ampla gama de propriedades
como, por exemplo, alta resistência a impactos, ductibilidade e facilidade de
soldagem, sendo assim extensivamente empregado (SILVA, 2009). Porém, em
contrapartida, este aço não possui grande resistência ao processo de corrosão.
Sendo assim, é necessário realizar procedimentos para proteção deste material,
assim como realizar inspeções periódicas
O presente estudo teve como objetivo, analisar:
as taxas de corrosão média calculadas a partir das perdas de massa dos cupons de
aço enterrados em solo por períodos pré-determinados;
a presença de possíveis microrganismos nos cupons;
imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) com o intuito de
visualizar os danos sofridos nos cupons, além da presença de biofilme.
MATERIAL E MÉTODOS: Para a realização dos experimentos, foram utilizados corpos de prova de aço AISI
1020 por motivo de grande aplicação deste no setor industrial-metalúrgico
O solo foi coletado em um campo aberto nas dependências da empresa metalúrgica
MISEL Engenharia LTDA, localizada no parque industrial da zona oeste do
município do Rio de Janeiro. Com ajuda de uma enxada e de uma pá, foram
coletados, aproximadamente, 40kg de solo. Utilizando uma peneira com
granulometria de, aproximadamente, 2cm todo solo foi peneirado para a retirada
de partes mais grosseiras encontradas neste. Em seguida, este foi quarteado para
obtenção de uma amostra representativa.
Microscopia eletrônica de varredura (MEV):
Os corpos de prova foram submetidos às análises de MEV em busca de biofilme
aderido à superfície metálica e para caracterização dos produtos de corrosão.
Para que pudesse ser feito o processo de fixação do material biológico, os
corpos de prova foram deixados em Karnovsky (2,5% [v/v] de glutaraldeído e 4%
[v/v] de paraformaldeído) e lavados em PBS. As placas foram pós fixadas em uma
solução de ósmio a 1% em tampão fosfato, pH 7,2, por 1h a temperatura ambiente e
lavadas em PBS. As placas foram desidratadas em série gradual de acetona (50-
100%/10 min cada), secas por ponto crítico usando CO2, montadas em suporte de
metal e cobertas com ouro (20-30nm) para observação no microscópio eletrônico de
varredura (Jeol 6490).
Ensaios de perda de massa:
O método consistiu em fazer a diferença do peso inicial do corpo de prova e após
o tempo em que ficou enterrado em solo coletado no parque industrial da zona
oeste do Rio de Janeiro. As amostras foram limpas e decapadas, seguindo a norma
ASTM G1-03.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Resultados e Discussões:
A Figura 1 apresenta a relação entre a taxa de corrosão média e os dias em que
os cupons de aço ficaram enterrados no solo. Após 60 dias, período em que os
corpos de prova ficaram enterrados, a taxa média de corrosão foi, igual a
0,000293487mm/ano. Depois de 90 dias, a taxa média sofre um aumento de 55,7%,
chegando ao valor de 0,000527091mm/ano, o que sugere um aumento gradativo do
processo corrosivo em relação ao tempo em que os cupons de aço carbono ficaram
enterrados.
Vale ressaltar que somente foram apresentados os resultados significativos
referentes à perda de massa-taxa de corrosão.
De acordo com a Figura 2, que apresenta micrografias eletrônicas de varredura
das superfícies dos cupons de aço após ensaios de exposição ao solo, é possível
visualizar a presença da formação de corrosão na imagens B, C, D e F nas
superfícies metálicas, bem como a formação de biofilme, identificado com a
estrela na imagem c da Figura 2, o que sugere a presença de microrganismos
aderidos no cupom.
Correlacionando os valores de taxa de corrosão média encontrados e as análises
das micrografias realizadas, é possível inferir que ocorre participação de
microrganismos na deterioração gradativa do aço AISI 1020 pelo processo de
biocorrosão.
Gráfico Taxa de corrosão média x dias de exposição
Taxa de corrosão média versus dias de exposição dos
cupons de aço no solo.
Imagens MEV
Micrografia Eletrônica de Varredura das superfícies
dos cupons de aço após ensaios de exposição ao solo
CONCLUSÕES: • Foi verificada a presença de corrosão generalizada em todos os cupons de
aço submetidos ao contato direto com o solo.
• Análises topológicas dos cupons de aço por MEV indicam a presença de
microrganismos e formação de biofilmes na superfície metálica, possivelmente
associados ao processo de biocorrosão.
• A taxa de corrosão apresentada em 60 dias de exposição, após realizada uma
média aritmética entre os valores obtidos nas três placas utilizadas nos ensaios,
foi de 0,000293487mm/ano. Já a média obtida nas placas utilizadas nos ensaios de
90 dias de exposição, foi de 0,000527091mm/ano, ou seja, após um período de mais
30 dias, houve um aumento de aproximadamente 55,7% da taxa de corrosão média.
AGRADECIMENTOS: À FAPERJ pelo apoio financeiro
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: COSTERTON, J. W.; LEWANDOWSKI, Z; CALDWELL, D. E; KORBER, D. R.; LAPPIN-SCOTT, H. M. Microbial Biofilms. Annual Review of Microbiology, v. 49, 1995.
GENTIL, V. Corrosão. 3ª ed., LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 1996.
Norma ASTM G 1-03 – Standard practice for preparing, cleaning, and evaluating corrosion test specimens,
RODRIGUES, T. C. Efeito do Potencial de Proteção Catódica sobre a Biocorrosão de Aço-carbono em Solo Contendo BRS. 2010. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010.
SILVA, R. P. C. Ação do Biocida THPS sobre micro-organismos associados à corrosão de aço carbono em água de produção. 2009. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009.
VIDELA, H. A. Biocorrosão, Biofouling e Biodeterioração de materiais. 1ª ed., Editora Edgar Blücher Ltda, São Paulo, p. 148, 2003.