Aço Corten é  um aço patinável, também conhecido pelas marcas Cosacor ou Niocor que possuem em sua composição, elementos que melhoram as propriedades anticorrosivas.

Este tipo de aço é muito utilizado na construção civil e apresenta, em média, três vezes mais resistência à corrosão que o aço comum.

Um pouco da história

Há mais de 100 anos que pequenas quantidades de elementos como o cobre e o fósforo enriquecem o aço, beneficiando-o na redução da corrosão, quando são expostos ao ar e a diversos outros tipos de atmosfera.

Foi no início da década de 1930, que a companhia norte-americana United States Steel Corporation estimulou o uso de aços enriquecidos com esses elementos, que são os chamados aços de baixa liga, desenvolvendo então um aço cujo nome comercial era Corten.

Parede em aço Corten

Desenvolvido originalmente para a indústria ferroviária, a grande virtude do aço Corten era permitir a construção de vagões mais leves. Porém, o fator resistência à corrosão era até então desconhecido, embora desde o final do século XIX os benefícios do cobre e do fósforo em influências benéficas à corrosão atmosférica já serem conhecidos.

Porém, somente a partir de 1958 que o aço patinável começou a ser utilizado em inúmeras obras de arquitetura, devido às suas características anti-corrosivas.

Os engenheiros seguiram os passos dos arquitetos e as aplicações dos aços de alta resistência e baixa liga, resistentes à corrosão atmosférica, foram se expandindo.

A partir do lançamento do Corten até os dias de hoje, desenvolveram-se outros tipos de aços com características semelhantes, que constituem a família dos aços conhecidos como patináveis.

Características

Uma de suas principais características do aço patinável, é que sob certas condições ambientais de exposição aos agentes corrosivos, este tipo de aço pode desenvolver uma película de óxido de cor avermelhada aderente e protetora, chamada de pátina, que atua reduzindo a velocidade do ataque dos agentes corrosivos presentes no meio ambiente.

A figura abaixo mostra as curvas de avaliação da resistência do aço patinável à corrosão e de um aço carbono comum, ambos expostos às atmosferas industrial, urbana, rural e marinha.

Nos primeiros anos de exposição à atmosfera, a perda de massa metálica por unidade de superfície cresce devido a uma função potência do tipo Δm = kt1-n onde Δm é a perda de massa por unidade de superfície (mg/cm2), k e n são constantes e t é o tempo de exposição, em meses.

Figura 1 – Fonte: Gerdau

Utilização

Os aços patináveis são utilizados no mundo todo na construção de edifícios de múltiplos andares, passarelas, pontes, defensas, viadutos, torres de transmissão, telhas, edifícios industriais, entre outros.

É aplicável também na fabricação de esculturas e objetos decorativos. No Brasil este tipo de aço possui grande aceitação entre os arquitetos. Um exemplo da sua utilização é a estrutura da Catedral de Brasília e do edifício-sede da Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais (ABM), em São Paulo, dentre inúmeras pontes e viadutos espalhados por todo o país.

Display luminoso em aço Corten na fachada do restaurante Restô Ipanema, Rio de Janeiro – RJ.

      

Jardim especial com peças em aço Corten em Liberty Hill, Texas, EUA.

Vantagens

Além de dispensar a pintura em certos ambientes, os aços patináveis possuem uma resistência mecânica maior que a dos aços estruturais comuns.

Esta vantagem é melhor observada em ambientes extremamente agressivos, como regiões de orla marítima e também regiões que apresentam grande poluição de dióxido de enxofre. Em ambas a pintura os aços patináveis apresentam uma proteção superior àquela inerente aos aços comuns.

Fatores de formação da pátina

1. Composição química do aço

Os primeiros fatores de formação da pátina estão ligados à composição química do aço. Os principais elementos de liga são o cobre e o fósforo e, contribuem para aumentar a resistência do aço frente à corrosão atmosférica. O cromo, o níquel e o silício também exercem efeitos secundários da resistência à corrosão. Vale ressaltar que, o fósforo deve ser mantido em baixos teores (menores que 0,1%), sob pena de prejudicar algumas propriedades mecânicas do aço e sua soldabilidade.

2. Fatores ambientais

Dentre os fatores ambientais que influenciam a formação da pátina, destacam-se o dióxido de enxofre e de cloreto de sódio presentes na atmosfera, a temperatura, a força dos ventos (direção, velocidade e freqüência), os ciclos de umedecimento e secagem, entre outros.

A presença de dióxido de enxofre favorece o desenvolvimento da pátina, porém o cloreto de sódio em suspensão nas atmosferas marítimas, prejudicam suas propriedades protetoras. Portanto, não é recomendável a utilização de aços patináveis não protegidos em ambientes industriais, onde a concentração de dióxido de enxofre seja superior a 250mg/m3 e em atmosferas marinhas onde a taxa de deposição de cloretos exceda 300mg/m2/dia.

Os ventos, que carregam agentes agressivos até o local em que se encontra o metal, tem

importante efeito sobre os ciclos de umedecimento e secagem, considerados essenciais no desenvolvimento de películas protetoras. O efeito da temperatura, embora provável, ainda não foi claramente caracterizado.

3. Fatores Geométricos do aço

E por último, os fatores ligados à geometria da peça, que explicam por que diferentes estruturas do mesmo aço dispostas lado a lado podem ser atacadas de maneira distinta.

Esse fenômeno dá-se à influência de seccionamento da peça, a drenagem correta das águas da chuva, dentre outros fatores que influenciam diretamente sobre os ciclos de umedecimento e secagem do aço.

Desta forma, em casos de umedecimento contínuo e/ou secagem insatisfatória, a formação de pátina fica gravemente prejudicada.

Na maioria destas situações, a velocidade da corrosão do aço patinável é similar àquela encontrada nos aços carbono comuns, como é o caso dos aços patináveis imersos em água, enterrados no solo ou recobertos por vegetação.

Tabela Comparativa

Abaixo uma tabela comparativa que mostra a maximização dos benefícios dos aços patináveis e a comparação com aços estruturais de alta resistência.

Fonte: Gerdau

Sistema de pintura

Em ambientes que promovam a formação de pátina, o desempenho do sistema de pintura aplicado no aço patinável é superior ao mesmo sistema aplicado aos aços carbono estrutural tradicional. A durabilidade desse sistema costuma ser superior à soma das durabilidades proporcionadas isoladamente pela proteção do revestimento e pela natureza do material. Desta forma, há sinergia dos mecanismos.

Qualquer falha no revestimento resultará na formação de produtos de corrosão menos volumosos do que àqueles formados sobre os aços comuns, o que diminui o problema de desprendimento da película de pintura e aumenta a durabilidade do revestimento.

Na figura abaixo é possível visualizar dois tipos de aços laminados a quente: o ASTM A36 e o ASTM A242. Ambos foram expostos por 48 meses na atmosfera industrial de Cubatão em SP. Estes aços foram jateados com granalha de aço (padrão Sa 3) e pintados com duas demãos de tinta epóximastic (300mm de espessura); após a secagem, foi feito o entalhe na tinta e subseqüente exposição atmosférica.

O aço carbono produziu um grande volume de produtos de corrosão e danificou a pintura. Já o aço patinável, no mesmo período, produziu menor volume. A tinta continuou íntegra e oferecendo proteção contra a corrosão. O aço é protegido pela tinta e, mesmo quando alcançado pelo oxigênio e água atmosféricos (por difusão), continua produzindo um volume de óxidos consideravelmente menor do que o gerado sobre o aço carbono e que, não chega a destruir a película.

Portanto, mesmo formando óxidos, a durabilidade da proteção do aço patinável é maior do que a proteção do aço carbono. A corrosão no aço patinável ficou restrita somente à região dos cortes.

Como regra geral, os aços patináveis tem sido utilizados em seu estado natural, isto é, sem pintura, em ambientes que propiciem o aparecimento da patina protetora. As exceções ocorrem quando alguns casos estéticos, o aço deva apresentar uma coloração desejada ou em condições onde o aço não desenvolve a pátina.

Ficha Técnica:

Redação: Portal [email protected]
Fotos: Divulgação, Departamento de Engenharia Mecânica – UFMG e Blog Aço Corten.