Autor:

Luiz Paulo Gomes

Engenheiro de Equipamentos de Petróleo pela

PETROBRAS e diretor da IEC – Instalações

e Engenharia de Corrosão Ltda.

 

Resumo:

Os técnicos e engenheiros responsáveis pela manutenção de pontes e estruturas de concreto enfrentam sérios problemas de corrosão nos cabos de aço pós-tensionados, que são, como se sabe, elementos de extrema importância para a robustez dessas obras. Com o passar do tempo os fios de aço dos cabos protendidos, devido a defeitos na argamassa de enchimento, segregação e espaços vazios, podem apresentar problemas severos de corrosão causados pela absorção de água, sais, cloretos, CO2, oxigênio, ácidos e poluentes de um modo geral. Nesses casos, devido à falta de espaço para a instalação dos anodos, os sistemas de proteção catódica não podem ser utilizados para a proteção contra a corrosão dos cabos no interior das bainhas. O presente artigo apresenta os resultados práticos de uma importante técnica para solucionar esses problemas, já disponível aqui no Brasil, mediante injeção e impregnação sob pressão de uma resina anticorrosiva, de baixa viscosidade e alta fluidez, que inunda os espaços intersticiais entre os fios dos cabos de protensão, expulsa a umidade e elimina os problemas de corrosão.

 

Introdução

Os cabos tensionados para a construção de pontes e estruturas de concreto protendido podem ser, como se sabe, pré-tensionados ou pós-tensionados.

Os cabos pré-tensionados são instalados durante a pré-moldagem das peças, em canteiro especializado e os cabos pós-tensionados são instalados na própria obra, em bainhas metálicas ou não metálicas, após a concretagem.

Esses cabos, tanto os pré-tensionados quanto os pós-tensionados, podem apresentar, com o passar do tempo, problemas sérios de corrosão causados pela absorção de água, sais, cloretos, CO2, oxigênio, ácidos e outros poluentes, devido a defeitos na argamassa de preenchimento, segregação e espaços vazios.

Para o caso dos cabos pré-tensionados, instalados sem a utilização de bainhas, os problemas de corrosão podem ser resolvidos com facilidade, mediante instalação de anodos galvânicos de proteção catódica, largamente utilizados para a proteção contra a corrosão de armaduras de aço embutidas no concreto.

 

Figura 1: Instalação de Anodo de Proteção Catódica para a Proteção Contra a Corrosão de Armadura de Aço de Estrutura de Concreto ou Cabos Pré-Tensionados.

 

Os anodos galvânicos podem ser instalados durante a construção da estrutura, durante os serviços de recuperação do concreto ou nos casos onde a corrosão ainda não aflorou, mas já está em atividade. Esses locais onde a corrosão ainda não aflorou mas já começou a corroer a ferragem podem ser levantados com facilidade mediante medições dos potenciais das armaduras em relação ao concreto e mapeamento completo dos pontos de corrosão.

 

Figura 2: Anodos de Proteção Catódica em Fase de Instalação em uma Ponte

 

Para o caso dos cabos pós-tensionados, entretanto, devido à falta de espaço para a instalação no interior das bainhas, os anodos de proteção catódica não podem ser utilizados e a proteção contra a corrosão dos cabos precisa ser feita de outra maneira.

Figura 3: Cabos Pós-Tensionados com Problemas Sérios de Corrosão, Situação Comum de ser Encontrada e Pontes e Estruturas em Operação.

 

Observações de campo mostram que a durabilidade a longo prazo dos cabos pós-tensionados aderentes depende sempre das características da nata de cimento que os envolve. Na maioria das vezes a durabilidade dos cabos pode ser comprometida por problemas nessa argamassa, tais como a entrada de água e poluentes, vazios de preenchimento, contaminação por cloretos e utilização de diferentes materiais de preenchimento.

Para resolver esses problemas de proteção contra a corrosão dos cabos pós-tensionados em estruturas novas ou em operação, técnicos especializados da empresa canadense Vector-Corrosion Tecnologies desenvolveram uma importante tecnologia, já disponível aqui no Brasil, que consiste na injeção e impregnação sob pressão de uma resina anticorrosiva de baixa viscosidade e alta fluidez, que inunda os espaços intersticiais entre os fios dos cabos de protensão, eliminando ou reduzindo drasticamente os problemas de corrosão.

 

Descrição

O sistema de impregnação foi desenvolvimento especificamente para resolver os problemas de corrosão em cabos pós-tensionados aderentes em pontes e estruturas de concreto protendido. O fluido anticorrosivo de impregnação é aplicado sob pressão e injetado ao longo do comprimento dos fios para eliminar a corrosão em cabos com problemas de segregação, vazios e contaminação de água, cloretos e outros poluentes.

A impregnação do fluido protetor, uma resina polimérica de silicone de hidrocarbonetos de baixa viscosidade, é feita através dos espaços intersticiais que existem naturalmente nos cabos de aço tensionados de alta resistência. A injeção da resina, feita sob pressão, desloca a umidade da superfície do aço, inunda os espaços vazios da nata de cimento no interior das bainhas e forma uma importante barreira protetora contra a corrosão.

 

Figura 4: A Injeção da Resina Polimérica é Feita nos Interstícios dos Cabos de Protensão

 

O processo de impregnação pode ser aplicado a partir da ancoragem final ou em locais intermediários ao longo do comprimento do cabo de protensão. Experiências e aplicações práticas mostraram que o material de impregnação pode fluir através dos espaços intersticiais ao longo do comprimento de um cabo a pelo menos 75m de distância, a partir de um único ponto de injeção.

 

Figura 5: Esquema de Impregnação Através da Ancoragem Final do Cabo Pós-Tensionado

 

Figura 6: Esquema de Impregnação Através de um Local Intermediário do Cabo Pós-Tensionado

 

Figura 7: Impregnação Sendo Feito na Extremidade do Cabo Pós-Tensionado

 

Figura 8: Fluido de Impregnação Saindo na Extremidade Oposta do Cabo Pós-Tensionado

 

Verificação de Desempenho

O sistema de impregnação foi submetido a testes extremos para verificar sua capacidade de eliminar a corrosão e prolongar a vida útil das estruturas pós-tensionadas.

O primeiro foi o Teste de Pulverização de Sal. Esse teste utilizou amostras de cabo de protensão tratadas e não tratadas com o material usado na impregnação, utilizando uma solução de cloreto de sódio a 5% e sulfato de sódio a 5%, simulando a água do mar. Os ensaios mostraram que os fios de aço tratados são altamente resistentes à corrosão.

Figura 9: Amostras de Cabo Não Tratadas e Tratadas com o Material de Impregnação

 

Figura 10: Teste Potenciostático de Corrosao para Comprovar a Eficiência do Fluido de Impregnação dos Cabos Pós-Tensionados

 

O segundo ensaio de laboratório realizado foi Teste Potenciostático de Corrosão. As amostras de cabo não tratadas e tratadas com o fluido de impregnação foram submetidas a um teste de injeção e medições dos potenciais de corrosão, com a duração de uma hora. Os resultados mostraram que as peças tratadas necessitaram de uma quantidade de corrente muito menor que as peças não tratadas, mostrando que, mais uma vez, adquiriram uma significativa resistência à corrosão.

 

Procedimento

O procedimento utilizado para a execução dessa tecnologia de impregnação de fluido para a proteção contra a corrosão de cabos pós-tensionados é a seguinte:

Primeira Etapa: Inspeção geral da estrutura metálica e ensaios para identificar os cabos e diagnosticar os problemas de corrosão.

Segunda Etapa: Elaboração do projeto de impregnação e planejamento dos serviços.

Terceira Etapa: Execução dos trabalhos de impregnação e emissão de laudo técnico comprovando a eficiência dos serviços executados.

 

Conclusões

1) Os cabos de protensão, tanto os pré-tensionados quanto os pós-tensionados, podem apresentar, com o passar do tempo, problemas sérios de corrosão causados pela absorção de água, sais, cloretos, CO2, oxigênio, ácidos e outros poluentes, devido a defeitos na argamassa de preenchimento, segregação e espaços vazios.

2) Para o caso dos cabos pré-tensionados, sem a utilização de bainha, os problemas de corrosão podem ser resolvidos com facilidade, mediante instalação de anodos galvânicos de proteção catódica, largamente utilizados proteção contra a corrosão de armaduras de aço embutidas no concreto.

3) Para os cabos pós-tensionados, entretanto, devido à falta de espaço para a instalação no interior das bainhas, os anodos de proteção catódica não podem ser utilizados e a proteção contra a corrosão precisa ser feita de outra maneira.

4) Para resolver esses problemas de proteção contra a corrosão dos cabos pós-tensionados, em estruturas novas ou em operação, técnicos especializados da empresa canadense Vector-Corrosion Tecnologies desenvolveram uma importante tecnologia, já disponível aqui no Brasil, que consiste na injeção e impregnação de uma resina anticorrosiva de baixa viscosidade e alta fluidez, que inunda os espaços intersticiais entre os fios dos cabos de protensão, deslocando a umidade, inundando os espaços vazios da nata de cimento no interior das bainhas, formando uma barreira protetora e eliminando ou reduzindo drasticamente os problemas de corrosão.

Figura 11: Serviços de Investigação dos Problemas de Corrosão em Cabos Pós-Tensionados

 

Referências

IEC-Instalações e Engenharia de Corrosão. Livro Sistemas de Proteção Catódica, 2ª. Edição. Editora Interciência, 2020

GOMES, Luiz Paulo. How to Preserve Concrete Structures With Galvanic Anodes for Cathodic Protection. Revista IPCM – PROTECTIVE COATINGS, Edição No. 27, October 2018.

GOMES, Luiz Paulo. Preservare Le Struture in Cemento Con Gli Anodi Galvanici Di Protezione Catodica. Revista IPCM – PROTECTIVE COATINGS, Edição No. 27, October 2018, Edição Italiana.

GOMES, Luiz Paulo. Cómo Mantener las Estructuras de Hormigón Con Ánodos Galvánicos de Protection Catódica. Revista IPCM – PROTECTIVE COATINGS, Edição No. 11, Agosto 2018, Edição para a América Latina.

GOMES, Luiz Paulo. The Importance for Cathodic Protection for the Modern World. Revista IPCM – PROTECTIVE COATINGS, Edição No. 28, December 2018.

GOMES, Luiz Paulo. L´ímportanza Della Protezione Catodica Per Il Mondo Moderno. Revista IPCM – PROTECTIVE COATINGS, Edição No. 28, December 2018, Edição Italiana.

GOMES, Luiz Paulo. Protecting Underground Pipelines Against Corrosion and Electrical Interference. Artigo Técnico publicado na revista IPCM – PROTECTIVE COATINGS, Edição No. 26, June 2018.

GOMES, Luiz Paulo. La Protezione Delle Condotte Interrate Dalla Corrosione e Dalle Interferenze Elettriche. Artigo Técnico publicado na revista IPCM – PROTECTIVE COATINGS, Edição No. 26, June 2018, Edição Italiana. Norma ISO12696:2016 (Cathodic Protection of Steel in Concrete).