Ensaio de durabilidade
O mapeamento de potencial identifica as regiões anódicas e catódicas de um elemento de concreto armado e indica a probabilidade de corrosão antes de qualquer sinal visível. Ele diz onde olhar primeiro; o cruzamento com os demais ensaios diz o quanto se preocupar.
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O ensaio de mapeamento de potencial de meia-célula, ou potencial de corrosão, é um método semidestrutivo que identifica regiões com potenciais eletroquímicos diferentes em um elemento de concreto armado.
A corrosão do aço é eletroquímica: há transferência de elétrons entre áreas da mesma barra. A região que perde elétrons se oxida e perde massa, é a zona anódica, de potencial mais eletronegativo. A que ganha elétrons é a zona catódica, mais eletropositiva.
No concreto íntegro, de pH acima de 12, o aço fica passivado e apresenta potenciais típicos entre −120 mV e −170 mV. Quando a película passiva se rompe, os potenciais ficam mais negativos, em geral abaixo de −200 mV.
O produto da corrosão ocupa um volume muito maior que o do ferro original. Como o concreto resiste pouco à tração, surgem fissuras paralelas às armaduras e o desplacamento do cobrimento. Enquanto esses sinais não aparecem, só os ensaios eletroquímicos detectam o processo.
Sozinho, o ensaio não informa a velocidade da corrosão, a causa da despassivação nem a perda de seção já ocorrida. Para isso entram a resistividade elétrica, a carbonatação, os cloretos e a medição da bitola na janela de ensaio.
Remova todo revestimento, deixando o concreto exposto. Fotografe o elemento antes e depois.
Com georradar ou pacômetro, localize as barras, desenhe sua posição na superfície e registre cobrimento e espaçamentos médios.
Marque os pontos de leitura nos cruzamentos das barras ou sobre elas, em malha regular. Use malhas finas, de 10 a 20 cm, para localizar ânodos em pilares e vigas.
Abra uma quebra mínima, de preferência na quina e no encontro das armaduras, para prender a garra. Limpe a barra e aproveite para medir bitola, cobrimento e carbonatação.
Molhe a área de ensaio. A saturação pode levar de 30 minutos a mais de 4 horas. Meça com o concreto saturado e a superfície seca, passando um pano antes das leituras.
Use multímetro de alta impedância (a RILEM recomenda no mínimo 10 MΩ). Ligue a garra da armadura ao polo positivo e o eletrodo de referência ao negativo.
A ponta do eletrodo leva uma esponja saturada. Uma solução de água com 5% de detergente neutro melhora o contato com o concreto.
Leia todos os pontos da malha. Valores positivos ou menos negativos que −110 mV indicam falta de continuidade, pouca saturação ou vazios.
Em cada ponto, aguarde de 5 a 7 segundos até estabilizar e anote. Repita a coleta após 5 a 10 minutos: variação acima de 10 mV pede nova molhagem.
Fotografe o ensaio com a malha visível e recomponha a quebra com argamassa estrutural de reparo.
Como saber se saturou: acompanhe a resistividade até ela estabilizar no menor valor, ou repita a leitura de potencial a cada 30 a 60 minutos de molhagem até a variação ficar abaixo de 10 mV.
Antes de conectar: confirme com o gestor que não há proteção catódica, instalações elétricas embutidas ou correntes de fuga na região. Elas alteram as leituras e podem representar risco.
A ASTM C876 associa o potencial medido a três faixas de probabilidade de corrosão. Os limites dependem do eletrodo de referência usado:
| Eletrodo de referência | Menor que 10% · incerta · maior que 90% |
|---|---|
| Cobre/sulfato de cobre | acima de −200 mV · de −200 a −350 mV · abaixo de −350 mV |
| Calomelano | acima de −124 mV · de −124 a −274 mV · abaixo de −274 mV |
| Cloreto de prata | acima de −104 mV · de −104 a −254 mV · abaixo de −254 mV |
Comparar números obtidos com eletrodos diferentes é um dos erros mais comuns em laudos. Registre sempre o eletrodo e a escala adotados.
As faixas são probabilísticas e dependem das condições de medição. A fronteira entre armaduras passivas e em corrosão varia de estrutura para estrutura, por isso a norma é um ponto de partida, e não o diagnóstico.
Mais do que o valor absoluto, a diferença de potencial entre regiões do mesmo elemento indica a força da pilha de corrosão.
| Padrão da malha | Leitura |
|---|---|
| Homogênea e pouco negativa | Passivação provável: leituras acima de −200 mV e baixa dispersão |
| Homogênea e muito negativa | Possível corrosão generalizada, como a induzida por carbonatação |
| Heterogênea, com gradiente de 150 mV ou mais | Pilha ativa provável: zonas anódicas localizadas, típicas do ataque por cloretos |
A média engana. Em uma malha real de 12 leituras, a média de −281 mV cairia na faixa incerta. Mas um terço das leituras estava abaixo de −350 mV, o coeficiente de variação era de 33% e a diferença entre extremos chegava a 250 mV. O retrato correto era uma pilha de corrosão concentrada na parte superior do pilar.
Segundo a RILEM TC 154-EMC, a distribuição de frequência das leituras permite distinguir as populações passiva e ativa e comparar partes diferentes de uma mesma estrutura.
| Fator | Efeito típico |
|---|---|
| Saturação | Concreto seco dá leituras flutuantes e pouco confiáveis |
| Resistividade | Quanto maior, mais a distância entre eletrodo e armadura pesa na leitura |
| Cobrimento | Barras profundas dão leituras menos confiáveis em concreto resistivo |
| Vazios no cobrimento | Saturados geram falsos positivos; secos simulam passivação |
| Temperatura | Altera o potencial do eletrodo e da armadura |
Onde a corrosão já fissurou ou desplacou o concreto, os vazios ao redor do aço interrompem o contato eletrolítico. O aparelho registra valores mais positivos, não porque a barra esteja passivada, mas porque não houve leitura efetiva.
O potencial detecta a passagem da fase de iniciação para a de propagação da corrosão, muitas vezes antes de qualquer sinal visível. Pela Lei de Sitter, cada fase de adiamento multiplica o custo de intervenção por cerca de cinco. Localizar as zonas anódicas cedo permite reparos localizados, em vez de recuperação estrutural.
O ensaio não tem norma brasileira específica de procedimento. Os documentos aplicáveis são:
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No método convencional, a malha vai da ficha para a planilha, da planilha para outro software e daí para o relatório. Na DIAVICON, cada leitura cai na célula certa e o mapa aparece enquanto você mede.
Em campo
Informe linhas, colunas e espaçamento, o eletrodo, o tempo de saturação e a temperatura. Cada leitura recebe na hora a cor da sua faixa da ASTM C876.
Análise
A plataforma interpola o mapa de potenciais e sobrepõe o resultado à foto do pilar, da viga ou da laje, ajustando os quatro cantos à área ensaiada.
Diagnóstico
Média, extremos, desvio, coeficiente de variação e diferença entre extremos são calculados durante o ensaio, com aviso quando o gradiente indica pilha de corrosão.
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É o mapeamento do potencial de meia-célula das armaduras de um elemento de concreto armado. Mede-se, em uma malha de pontos, a diferença de potencial entre o aço e um eletrodo de referência, para localizar zonas anódicas e estimar a probabilidade de corrosão.
Com eletrodo de cobre/sulfato de cobre: acima de −200 mV, probabilidade de corrosão menor que 10%; entre −200 mV e −350 mV, probabilidade incerta; abaixo de −350 mV, probabilidade maior que 90%. Os limites mudam para outros eletrodos.
Sim. A leitura exige concreto saturado, para que os poros preenchidos permitam o fluxo de cargas, e superfície seca, para evitar ruído. A saturação pode levar de 30 minutos a mais de 4 horas.
É uma região muito negativa, anódica, cercada por regiões menos negativas, catódicas. Uma diferença de 150 mV ou mais entre extremos da malha é um indício forte de pilha ativa.
Não. Ele indica a probabilidade de atividade corrosiva. A velocidade é avaliada com a resistividade elétrica e medidas de taxa de corrosão, e a causa, com os ensaios de carbonatação e de cloretos.
Não há norma brasileira específica de procedimento. Aplicam-se a ASTM C876, a recomendação RILEM TC 154-EMC e as práticas recomendadas do IBRACON.
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