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segunda-feira, 7 de março de 2016

Galvanização ou Zincagem

O Brasil detém o segundo maior número de aeroportos do mundo, de acordo com os registros da Organização Internacional da Aviação Civil (Icao, na sigla em inglês). Conforme os dados da Agência Nacional de Aviação Civil (Anac), o Brasil tem hoje 2.498 aeroportos e aeródromos (locais sem terminais de passageiros), dos quais 739 são públicos e 1.759 particulares. O primeiro lugar pertence aos Estados Unidos,com 16.507 aeroportos/aeródromos. Apesar desse número considerável de locais de pousos e decolagens de aeronaves, sabe-se que boa parte dos aeroportos tem contas deficitárias, agravadas muitas vezes pelas despesas de manutenção. Contribui para esse balanço em geral no vermelho, o fato de que a maioria dos hangares brasileiros construídos com estruturas e coberturas metálicas não são galvanizados - ao contrário de boa parte dos seus congêneres norte-americanos, europeus e asiáticos. O emprego da galvanização por imersão a quente, como forma de proteção contra corrosão das estruturas e coberturas metálicas que conformam os hangares, daria uma durabilidade muito maior a elas e menores custos de manutenção. Como exemplo representativo dessa vantagem, pode-se citar o caso do hangar da United Airlines no aeroporto Logan, em Massachussets (EUA). Ali, a estrutura e a cobertura do hangar, utilizado para abrigar os Boeings 777 da United Airlines durante a manutenção, empregaram mais de 430 toneladas de aço galvanizado, em 2000.
 


A previsão em projeto para realizar a primeira manutenção é para 2085, ou seja, 85 anos após a entrada em serviço da edificação. A galvanização proporciona durabilidade e economia em manutenção, devido ao fato de que as estruturas e chapas de aço recebem a proteção por um processo industrial muito eficiente e que segue normas internacionais severas. Por esse sistema, o aço é protegido pelo revestimento de zinco por meio de dois mecanismos: proteção por barreira exercida pela camada de revestimento e proteção catódica, na qual o zinco é sacrificado para proteger o aço. O processo de galvanização por imersão a quente, também conhecido como galvanização a fogo, consiste na imersão de peças de aço ou de ferro fundido (de variados formatos, peso e complexidade) em um banho de zinco fundido, garantindo ao aço maior proteção contra a corrosão. Além disso, o aço galvanizado é compatível com diversos tipos de tintas. E, fundamentalmente, as construções de hangares e outras edificações que empregam estruturas, coberturas e demais elementos metálicos galvanizados têm sua vida útil ampliada em até cinco vezes. Devido a essas vantagens, é cada vez mais utilizado nas construções. 
Assim, investir um pouco mais na qualidade e a durabilidade dos materiais empregados na construção de hangares é essencial para que o país ganhe equipamentos de manutenção e estacionamento de aeronaves sustentáveis, tanto ambiental quanto economicamente. O meio ambiente se beneficia dessa durabilidade por diminuir a necessidade de extração de recursos naturais e, também, por reduzir a necessidade de reparos e de troca desses materiais, restringindo ainda a geração de resíduos, com menor consumo de matérias-primas, obtidas de recursos naturais cada vez mais escassos. Portanto, os gestores de aeroportos e aeródromos brasileiros devem começar a inserir em seus radares esse dado: com essa tecnologia, ganham em economia, preservando o meio ambiente e ajudando portanto o país, ao adicionar sustentabilidade à nossa infraestrutura aeroportuária. (Ariane Souza é engenheira do Departamento de Desenvolvimento de Mercado da Votorantim Metais – Unidade de Negócios Zinco)
Sucatões da Vasp

Todos os anos a sociedade sofre um enorme prejuízo econômico e ambiental devido às corrosões dos metais, em especial do aço. Estudos mostram que só nos Estados Unidos o gasto anual para cobrir os prejuízos causados pela corrosão é de 80 bilhões de dólares.
A corrosão é a oxidação do metal por agentes naturais, principalmente o oxigênio e a água. Ela traz prejuízos econômicos porque a vida útil dos objetos metálicos, tais como tubulações, estruturas de construções, edifícios, pontes, viadutos, instalações industriais, máquinas, entre outros, reduz-se drasticamente, sendo necessário produzir mais desses metais.
Esse fenômeno também coloca em risco a vida das pessoas, pois a corrosão de equipamentos importantes pode levar a acidentes e contaminações.
Além disso, traz prejuízos para o meio ambiente, pois o processo de produção do aço envolve a exploração de minérios e grandes gastos de energia para reduzir os óxidos de ferro nos fornos siderúrgicos.
O cemitério de aviões da Base Aérea de Davis-Monthan, localizada em Tucson, nos Estados Unidos.

galvanização é o processo de revestimento de um metal por outro a fim de protegê-lo contra a corrosão ou melhorar sua aparência. Trata-se de um processo de revestimento de superfícies por meio da eletrólise onde o metal a ser revestido funciona como cátodo e o metal que irá revestir a peça funciona como o ânodo (também pode ser utilizado como ânodo algum material inerte). A solução eletrolítica deve conter um sal composto por cátions do metal que se deseja revestir a peça. O controle da espessura da camada a ser depositada pelo processo de eletrogalvanização é feito por meio de modelos matemáticos.
O revestimento de superfícies metálicas também pode ocorrer por meio da imersão do metal que se quer revestir no metal fundido que irá revesti-lo. No entanto, o processo eletrolítico permite melhor cobertura (mais homogênea), embora ambas sejam igualmente utilizadas. Nesse processo, de imersão, o controle da espessura do revestimento se dá pela velocidade com que a peça passa pelo banho metálico, a temperatura do forno do metal de revestimento, e da aplicação de um jato de nitrogênio ao final do processo.
Podem ser usados diferentes metais para o revestimento de uma peça. Ao processo de revestimento por cromo, por exemplo, dá-se o nome de “cromagem” ou “cromação”; se o revestimento for de níquel, dá-se o nome de “niquelagem” ou “niquelação”. E ainda temos o zinco, o estanho, o magnésio, o ouro, o cobre, a prata e etc.. Cada metal de revestimento pode conferir características diferentes ao material galvanizado de acordo com suas propriedades, como maior ou menor condutividade, ou ainda resistência a temperaturas extremas.
Fosfatos, sulfatos e carbonatos, geralmente do metal de revestimento, são também vulgarmente adicionados ao banho de galvanização.
O revestimento de finas lâminas de aço com o metal estanho tem como produto as chamadas “folhas de flandres” utilizadas na fabricação de latas para armazenar diversos produtos como conservas, óleos e etc. O estanho é utilizado para esta aplicação porque é um metal que apresenta maior resistência à oxidação em contato com a água, geralmente presente nestes produtos. O processo de revestimento do aço por estanho é geralmente realizado por imersão.
No caso do ferro, a proteção contra corrosão mais comum é feita pela deposição de zinco metálico. O zinco possui a característica de oxidar mais rápido que o ferro. Assim, se em uma placa de ferro galvanizado1 ocorrer uma rachadura ou desplacamento, deixando o ferro exposto, o zinco irá oxidar mais rápido que o ferro. Então, enquanto houver zinco, o ferro não será oxidado.
Geralmente chama-se de “ferro galvanizado” o ferro revestido com zinco.
Há duas técnicas principais, que podem ser utilizadas para realizar esta operação e tornar uma peça de ferro galvanizada. O mais comum é a galvanização por imersão a quente, em que o ferro é movido através de um banho extremamente quente de zinco fundido, que pode ser misturado com pequenas quantidades de chumbo, dependendo das circunstâncias. Quando o ferro emerge a partir do banho, o zinco já estará ligado, criando uma camada sobre a superfície do ferro. Por vezes, o metal pode ser passado através de um laminador para ser achatado. A outra técnica que pode ser utilizada é a de eletrodeposição, também conhecido como galvanoplastia, embora esta operação apresente maior custo, no que tange a sua aplicação.

Para entender o princípio de funcionamento da galvanização, vejamos primeiro o que faz o aço enferrujar.
O aço é uma liga metálica composta em sua maioria de ferro (composição do aço = Fe (≈98,5%), C (0,5 a 1,7%), Si, S e O (traços)). O ferro tem menor potencial de redução do que o oxigênio e, portanto, ele sofre oxidação:
Fe (s) →  Fe2+ + 2e-
Acontecem várias reações de redução, dependendo das condições, mas as principais que levam à formação da ferrugem são as da água e do oxigênio:
O+ 2 H2O + 4 e- → 4 OH-
Como já dito, o oxigênio tem maior potencial de redução que o ferro, portanto, ele irá ser o cátodo e o ferro, o ânodo:
Ânodo:                2 Fe (s) →  2Fe2+ + 4e-
Cátodo:             O+ 2 H2O + 4e- → 4 OH-____
Reação global: 2 Fe + O+ 2 H2O → 2 Fe (OH)2

Posteriormente, o hidróxido de ferro (II), Fe (OH)2, é oxidado a hidróxido de ferro (III), Fe (OH)3, devido àpresença do oxigênio:
4 Fe (OH)+ O+ 2 H2O → 4 Fe (OH)3
Esse hidróxido pode perder água e se transformar no óxido de ferro (III) mono-hidratado, que possui cor castanho-avermelhada, ou seja, é a ferrugem:
2 Fe (OH)→ Fe2O. H2O + 2 H2O
A ferrugem se solta facilmente e isso acelera o processo de corrosão, porque a superfície metálica fica em contato com o oxigênio do ar.
Assim, no caso da galvanização, o zinco metálico do qual o aço é revestido é melhor agente redutor do que o ferro, pois enquanto o seu potencial de redução é igual a – 0,76 V, o do ferro é igual a -0,44 V. Veja que o potencial de redução do zinco é menor, em consequência, o seu potencial de oxidação é maior e é ele que vai oxidar, e não o ferro.

http://www.infoescola.com/quimica/galvanizacao/
http://alunosonline.uol.com.br/quimica/galvanizacao.html

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